工作人員正在對神舟十一號飛船返回艙進行處置。(新華社記者 鄧華/攝)
11月18日13點多,內蒙古四子王旗阿木古郎草原上空,紅白相間的減速傘飽滿地撐開,搭載航天員景海鵬、陳冬的神舟十一號飛船返回艙放緩下落速度,中國第六次載人航天飛行距離圓滿成功的“終點”越來越近。
空中的固定翼飛機和直升機密切關注著飛船返回艙的一舉一動,無人機也首次參與到搜尋任務中。
車隊在草原上馳騁,來自中國航天科技集團公司的飛船回收試驗隊員正趕赴著陸現場。五院508所神舟十一號飛船回收分系統指揮王立武坐在副駕駛位置上,保管著用于砍斷傘繩的“寶刀”。當然,他并不希望“寶刀”出鞘。
13點59分,返回艙在預定區域準確降落。航天員按下脫傘按鈕,巨傘自動脫落。王立武之前的擔心并沒有成真。
不久,航天員打開艙門,并報告狀態良好。電視機前的人們懸著的心終于落了下來。
搜救人員陸續到位,對飛船的回收工作有序展開。醫監醫保人員對航天員進行健康詢問、身體檢查后,航天員自主解開束縛帶。
14點40分許,航天員景海鵬被安全轉移至醫監醫保直升機,隨后航天員陳冬也被轉移到這架直升機上。在這里,除了接受身體檢查外,他們還吃上了返回地球家園后的第一頓飯。
回收試驗隊員正在進行航天員撤離演練。(廖傳奇/攝)
天上飛一月 地上準備多
航天員回家了,航天人還在路上。回收任務圓滿成功的背后,是回收試驗隊員們的努力。“一切正常”,是試驗隊員最愛聽的一句話,也是對他們各項準備工作的最好回報。
一些試驗隊員從回收神舟一號飛船起步,角色逐步從看飛船返回步步心驚的“新兵”變為“老回收”。不過,他們從未因輕車熟路而掉以輕心。在航天科技集團的回收試驗隊中,這被稱為“傳統”。
與神舟十號飛船相比,神舟十一號飛船的“體驗”有所不同:太空駐留時間達到了30多天,而返回高度提高至393公里。這給回收試驗隊提出了新要求。
靜壓高度控制器藏在返回艙側壁上的兩個小洞內,像一對鼻孔,實時“嗅出”外界大氣壓,并通過氣壓值換算出高度,從而在預定高度發出指令讓返回艙開傘。
“隨著在軌天數增加,靜壓高度控制器在真空中暴露的時間變長了。我們做了半年的真空試驗來驗證這種長時真空對設備有無影響。”508所主任設計師賈賀說。
駐留時間延長,飛船暴露在輻射環境中的時間隨之增加,這會不會影響密封在傘艙里的減速傘?為此,試驗隊員在地面通過試驗觀察其中的變化。飛船在軌期間,隊員們一直監測傘艙內的壓力,看是否漏氣。
“我們也考慮到了漏氣這個模式,在空投試驗中進行驗證,結果16個彈射器能夠把蓋彈開,實現開傘,正常完成任務。”508所試驗隊員于堯炳說。
試驗隊員考慮到11月18日左右內蒙古可能下雪,于是提前建模仿真,分析雪化成水進到傘艙里對啟動系統的影響。隊員們還針對雨雪把降落傘傘翼、傘繩打濕后強度的變化做分析,驗證強度是否滿足設計余量。
航天科技集團回收試驗隊隊長李峰說:“有試驗數據做支持,能做到心里有數;如果不分析,遇到下雪了,到底有沒有影響,心里就會沒底。”
飛船在返回過程中通過指令加電,開展相關動作,而從393公里的新高度返回,對飛船加電有無影響有待驗證。五院載人航天總體部的谷巍說:“我們進行了針對性分析,以確保這塊無誤。”
針對結露問題,試驗隊員曾用一個月的時間通過膠封等方法做了大量試驗。
各種各樣的試驗都在為成功返回蓄力。在這個過程中,試驗隊員們寒來暑往,鉆到艙內忍耐40多度的悶熱,在廠房中經受零下10多度的嚴寒……神舟十一號飛船返回前,隊員們在著陸區演練著、思考著、準備著。
508所的主任設計師吳世通記得自己在兩次回收任務前夕做了同一個夢,夢見自己坐到正在下落的返回艙中,感覺很真實。大家說他精神高度緊張,同時也開玩笑說,只有親自體驗一下,才能更清楚工作該怎么做。
回收演練過程中試驗隊員正在收傘。(廖傳奇/攝)
從118次高空“墜落”中成長
動作多、一次完成、不可逆,飛船返回的這些因素總會讓人繃緊神經。“不像在軌飛行,有問題還可以處理,返回中如果出現問題就一定是緊急重大事件。”李峰說。
在飛控工作當中,試驗隊有幾種預案:緊急重大、緊急不重大、重大不緊急和一般故障。“緊急”意味著問題要迅速處理,“重大”意味著這個故障后果很嚴重。
試驗隊員們曾118次在萬米高空處將神舟飛船推下飛機,在“老回收”們看來,這是神舟飛船“長大成人”的必經之路。在這條路上,大家付出了很多心血,沒少操心。
五院載人航天總體部的吳文瑞說:“空投時大家坐的是運輸機,噪音極大,嗡嗡的,我在你耳朵邊上喊話你都聽不清,時間長了,好多人都暈頭轉向。”
“ 飛船落地后,應該有一個航天員按按鈕脫傘的動作,否則風大傘會拖著飛船跑。”吳世通回憶說,“曾經有一次,落地后1分多鐘還沒脫傘,我就在想是不是火工品有問題了。如果傘最終沒脫,我們就得用刀砍斷。當時很是擔心,然而不到2分鐘的時候,那個傘脫了,我心里一下子就踏實了。”
五院502所神舟十一號飛船副總設計師胡軍最關心著陸的精度。飛船的理論落點在一個36公里見方的框內,因此開傘點成為關鍵。“如果有風,我們會計算,然后GNC(制導、導航與控制系統)來糾正這個開傘點。”試驗隊會在降落之前數小時多次獲取風場數據。
當返回艙下落至離地面約1米的高度時,四個反推發動機會在20毫秒內點火,其中任意兩臺發動機之間的點火偏差不超過10毫秒。這是八院著陸反推發動機研制團隊賦予神舟飛船的絕技。
為了讓神舟十一號飛船“輕功”嫻熟,研制隊伍制定了完善的試驗方案,對發動機進行了性能匹配試驗、環境適應性試驗、發動機工作環境全序貫試驗等全方位的考核,還專門進行了發動機極限狀態的拉偏試驗考核。
降落傘系統可以將返回艙從高鐵速度降到普通人的慢跑速度。而由7000多個零部件組成、鋪開后可以覆蓋3個籃球場的巨型降落傘,在加工上很有講究。假如10厘米上縫紉100針,必須保證1針不能多也不能少。
包傘更是重中之重。首先要折疊到位,什么地方折一下,捆一下,都有工藝要求。如果包出問題,傘拽不出來,后果不堪設想。收攏后裝進傘包內的體積可以塞進200升容積的家用冰箱。
“我們會拍照、錄像,拍完以后要審,好幾個人一起看,因為包完就不能拆開檢查了。”508所的李少騰說,記錄包傘的照片成冊后有一本辭海那么厚。
在神舟十一號發射前,景海鵬到五院參觀包傘時說:“我們整個安全就由這個傘決定著,從加工到包傘,再到開傘,我們的安全交給你們,我們放心,因為只有一家人才能完成這個任務。”(王旭)