護航太空英雄快速回家

文/胡藍月

秋去春歸。4月16日凌晨，神舟十三號載人飛船對接機構解鎖，3名中國航天員踏上了回家的路。上午10時許，飛船返回艙在東風著陸場成功著陸，航天員翟志剛、王亞平、葉光富平安返回，感覺良好！

神舟十三號飛船乘組在太空工作生活了6個月，創下中國航天員連續在軌飛行時長的新紀錄。在航天飛控團隊看來，3名航天員更像是在“天上”辦公的同事。出發前，航天員們經常到一路之隔的航天科技集團五院參觀載人飛船，熟悉艙內的真實環境；上天后，他們與地面飛控團隊的聯系更加緊密，天地協同在軌開展工作。

“出差”的第183天，神舟十三號飛船乘組在軌任務結束，正式返航，終點是北京航天城——航天員與飛控團隊共同的“家”。

▲ 神舟十三號航天員出艙

回家踏上“高速路”

關上最后一道艙門，航天員們告別生活了半年的太空家園。

0點44分，載人飛船對接機構解鎖，伴隨著北京飛控中心的指令，1米，19米，200米……神舟十三號載人飛船如一葉小舟緩緩駛離“太空港”。在過去的6個月里，它曾與空間站核心艙連為一體，遨游太空，如今載著3名航天員踏上了回家的路。

本次返回，神舟十三號載人飛船應用了快速返回模式，在不改變軟件硬件的條件下優化流程，飛行控制節奏更加緊湊。與神舟十二號載人飛船相比，神舟十三號載人飛船繞地球飛行的距離由18圈縮短至5圈，返程飛行時長減少近20個小時，讓航天員踏上回家的“高速路”。

載人飛船與空間站組合體分離后，與空間站保持安全距離，繼續飛行。此時地面飛控團隊氣氛緊張，技術人員正測量計算各項數據，對飛船軌道進行測定和維持。3名航天員把生命安全托付給了他們，全體飛控成員必須確保飛船按計劃安全精準降落。

由于神舟十二號載人飛船需要開展技術驗證，采用了“7圈技術驗證+11圈返回”的方案。神舟十三號飛船返回減少了繞飛及徑向交會試驗環節，神舟十二號、神舟十三號兩艘載人飛船的返回過程相同，且地面團隊提前開展了1:1聯合演練，在確保安全的前提下，飛控各環節銜接更加緊湊，航天員返回路程由11圈縮減至5圈，返回時長控制在7個小時左右。

“一些測定軌工作在組合體分離前完成，分離后的測定軌次數也有所減少，原本串行的工作改為并行，提高整體效率。”航天科技集團有限公司五院502所神舟飛船GNC系統副主任設計師董文強介紹稱，GNC系統是制導、導航與控制系統，負責飛船飛行全過程的姿態和軌道控制，在經驗和技術的支撐下，各系統相互配合，實現飛船的快速返回。

數據上傳，指令下達，三艙構型的載人飛船首先分離軌道艙。返回艙與推進艙“輕裝上陣”，組合體經過制動減速，進入返回地球的軌道，開始自由滑行。

▲ 神舟十三號飛船與空間站核心艙分離

▲ 神舟十三號飛船艙段分離

在距離地面約140千米的地方，推進艙分離后燒毀，返回艙在地心引力作用下一頭扎進大氣層，投向地球的“懷抱”。此時艙外溫度可達幾千攝氏度，航天員承受著最大約3g的過載，返回艙發動機調整姿態，進行升力控制。

穿越黑障區，返回艙繼續降落。隨后引導傘、減速傘、主降落傘依次打開，仿佛綻放的禮花，迎接英雄凱旋。在距離地面約1米的地方，返回艙底部點火反推緩沖，神舟十三號載人飛船在東風著陸場成功著陸。

“原來的返回方式也符合要求，但是技術進步沒有止境。”五院載人飛船系統副總設計師邵立民說，爭取讓航天員在返回艙內的時間短一些，回家的速度快一些。

“長城”請回答

“長城明白。”北京飛控大廳響起回答，這句話代表著五院飛控團隊的堅實支持。長城崗由7～8人的隊伍組成，從去年10月16日長征二號F運載火箭發射，到今年4月16日上午神舟十三號飛船平安返回，長城崗始終陪伴在航天員左右。

“每逢重大事件，我們都會和航天員通話。”曾擔任神十二飛船任務長城崗的俞進透露。

出發前，航天員每年有幾次進艙體驗，熟悉神舟載人飛船的艙內真實環境。上天后，航天員與地面飛控的聯系更加密切，每逢出艙、太空授課等重要事件，3名航天員都會提前與地面飛控團隊通電話，詳細溝通機器使用情況和操作細節。

“航天員很關注載人飛船的情況，有時會提前到艙內檢查。”五院載人飛船系統總體主管設計師俞進說。在組合體飛行的183天里，神舟十三號載人飛船多數時候處于“休眠”狀態，艙內大部分設備關機，航天員每周到載人飛船內巡視一圈，檢查陽光照射不到的地方是否因低溫結露，采集艙內樣本，檢測微生物情況。

長城崗是橋梁，連接著航天工程技術與載人航天大系統、在軌航天器與地面技術支持團隊。長城崗一方面負責飛船的日常狀態監測，另一方面在返回任務中協調各系統，判發指令，申請計劃調整，并在出現故障時及時通報、拿出預案、緊急處置。俞進總結：“可以簡要概括為上傳下達、故障預案處置。”

▲ 降落過程中的返回艙排放多余燃料

▲ 飛船返回艙在降落傘下平穩降落

肩負使命，長城崗隨時準備著。他們不定期開展應急演練，假定當航天員遇到緊急情況，接到預警后，各崗位應急聯系人第一時間到位，負責人以最快速度到達一線，并預演緊急撤離方案。

載人航天工程發射任務密集，神舟載人飛船滾動待命。長城崗的成員大多身兼數職，既要保障天上的飛船平穩運行，又要推動地面的飛船按期生產交付。在軌駐留6個月，既是對中國航天員身心素質的高難度考驗，也是地面飛控團隊必須打贏的持久戰。

為此，五院采用“分布式飛控”，把日常監測和關鍵弧段工作區分開：在日常運行階段，使用智能診斷系統“解放”人力；在出艙、巡檢等關鍵弧段，集中隊伍，全力提供保障。

五院研發的智能診斷系統能實時監測載人飛船上千個重要參數，結合隊伍的經驗優勢，通過計算機判讀的方式，提供預警服務，系統還將應用于五院其他型號航天器的在軌管理。

▲ 返回途中的飛船內，航天員仍在學習

▲ 飛船返回艙平穩直立著陸

“保證工作質量不下降，盡量壓縮優化人力資源成本。”邵立民對此總結。

“始終繃著一根弦”

去年12月初，中國常駐聯合國的代表團曾提交了普通照會。美國衛星先后2次接近中國空間站，出于安全考慮，中國空間站實施“緊急避碰”。

事發當日，502所神舟飛船GNC系統副主任設計師董文強正在北京飛控中心，值班結束，正準備離開，突然接到通知：實施緊急避碰！這件事讓他記憶猶新：“心里始終繃著一根弦。”

近年來，世界范圍內航天發射活動逐年遞增，星座建設使得太空軌道越發“擁擠”，退役衛星、太空垃圾像“不定時炸彈”，隨時可能威脅中國空間站和航天員的安全。

“天上的航天器、碎片太多了，有些會發公布，有些會不定期地冒出來。”俞進介紹，地面技術人員為應對此類問題，制定了多套預案，收到預警后，及時避讓，為天宮空間站保駕護航。

“神舟十三號飛船一項關鍵技術驗證就是6個月的在軌停靠。”邵立民介紹，神舟飛船的關鍵技術全部在地面驗證過，但無法完全模擬在軌環境，6個月的時長會帶來更多不可控因素，飛行時間越長，發生故障的概率越大。

從另一個維度考慮，相比于半年內2批航天員2次往返天地執行任務，1組航天員停靠空間站6個月再返回的風險更小。而且，經過反復驗證、刻苦訓練，中國的航天器、航天員完全能經受住為期半年的考驗。邵立民說：“神舟十三號飛船6個月任務的地面監視數據符合預期，經歷過后，我們更自信了。”

安全性一直是神舟飛船的首要目標。五院載人飛船系統應急救生主管設計師張治國認為，飛船的安全性和可靠性經過周密設計，技術狀態千錘百煉、一脈相承。他說：“各類預案提供了充足保障，從神舟一號飛船到現在，載人飛船的應急救生系統從來沒有啟用過，但大家依然嚴慎細實地開展工作。”

“在崗位中學習，在工作中用心琢磨。”俞進說，她從神舟一號開始參與載人航天工程，是隊伍里的“老人”，同樣擔任過長城崗的五院載人飛船系統總體主管設計師程偉也有近10年的工作經驗。以航天重大工程任務為牽引，隊伍里一批年輕人在前輩帶領下迅速成長起來，傳承載人航天精神，成為航天事業的后備力量。

據介紹，神舟載人飛船采用小批產模式，結合縱向的歷史發射數據積累和橫向的同批產品對比，確保每艘飛船產品狀態的可靠性和安全性。目前神舟十四號飛船已經在酒泉衛星中心蓄勢待發，神舟十五號飛船作為應急船將擇機啟程，新批次的神舟十六號飛船進行了部分技術改進，研制交付工作正在穩步推進。