白昼流星：航天报国

◎ 北京空间机电研究所 唐明章 孟祥晶

2019年9月30日，新中国成立70周年礼赞影片《我和我的祖国》全国上映。该片由7部短片组成，以7个故事回溯新中国成立70周年来普通人与祖国同呼吸、共命运的历程；以新中国成立70年来我国政治、经济、文化等领域的大事件为背景，凸显人民生活等各方面的幸福感和获得感。

其中，《白昼流星》这部短片以大气魄、大情怀真实还原了2016年11月18日神舟十一号飞船返回舱成功着陆的壮阔场面，展示出我国载人航天的辉煌业绩，歌颂航天人的英雄壮举。值得一提的是，北京空间机电研究所6名航天人携1200m2的“明星”降落伞，参与了该片的拍摄。这是科学与艺术的碰撞，航天与祖国生日庆典的再次亲密接触。

1200m2降落伞是神舟飞船从太空返回地球的保护伞，是影响航天员生命安全的核心关键产品，而回收着陆往往是返回式航天器工作的最后阶段，也是返回式航天任务成败的最终标志。航天器回收着陆技术是指利用可展式气动减速装置或着陆缓冲装置，通过特定的控制手段，使需要返回或着陆的有效载荷进行减速与缓冲，直至按预定的程序和目的安全着陆和收回的技术。

航天器回收着陆的主要任务是进行飞行试验的飞行器（除了卫星、飞船、深空探测器等航天器外，还包括火箭、无人机等各类飞行器）全部或局部减速到规定的速度，并安全着陆于地球或其他星球表面。航天器回收着陆技术是航天技术重要的组成部分，也是促进空间技术发展必不可少的关键技术之一。

北京空间机电研究所成立于1958年，是我国最早从事空间技术研究的单位之一，也是我国目前唯一专业从事航天器回收着陆技术的工程研制单位。北京空间机电研究所根据当时的国情及火箭技术发展的状况和需要，将探空火箭的研制作为当时的主要任务之一，并为了配合箭头和箭体的回收而组建了回收着陆技术专业。因此，我国的航天器回收与着陆技术专业发展至今已有61年了。在61年的发展历程中，我国的航天器回收与着陆技术从无到有、从作坊式研制到一定规模研制，创造了以返回式卫星、载人飞船和探月工程月地高速再入返回飞行试验器安全回收着陆为重要里程碑的辉煌成就，构筑了专业齐全、功能配套、设施完备的回收与着陆系统工程研制体系，掌握了一大批具有自主知识产权的核心技术，积累了独具特色的回收与着陆系统工程研制经验和方法，造就了一支技术精湛、作风优良的研制队伍，为我国的航天事业作出了杰出贡献。

61年来，北京空间机电研究所圆满完成了我国载人航天、“嫦娥工程”重大专项任务，圆满完成返回式卫星及各类无人机等研制配套任务，我国也因此成为世界上第三个掌握卫星和飞船回收着陆技术的国家，航天器回收着陆专业的部分技术水平已达到或接近国际先进水平。

经过61年的发展，北京空间机电研究所在航天器回收着陆技术领域取得了举世瞩目的成就。其中大型降落伞气动减速技术、着陆缓冲技术、高超声速充气式再入减速技术、大型可控翼伞定点归航技术、可重复空天飞行器水平着陆技术、柔性体多场耦合仿真分析技术、回收着陆系统动力学仿真分析技术、空间柔性展开结构技术等多项核心技术实现突破，回收着陆系统级到单机级产品体系不断健全。

目前北京空间机电研究所航天器回收着陆专业达到的主要技术水平如下：

（1）回收质量 7500kg；

（2）回收高度 80000m；

（3）回收速度 M22（刚性减速）， M3.4（降落伞减速）；

（4）气动减速：平面圆伞、十字型伞、环帆伞、带条伞、导向面伞、盘缝带伞、冲压翼伞等数10种伞型，面积：0.1~1200m2（单伞）；充气式减速装置；展开阻力板等多种技术途径；

（5）回收控制：过载、程序、高度、导航等多种控制方式；

（6）着陆缓冲：具有气囊着陆、发动机反推着陆、机械支架着陆、起落架等多种方式；

（7）回收标位：水面标位、闪光标位、无线电标位、导航标位等多种方式，标位距离达到10km；

（8）定点着陆精度：150m在1000kg载荷条件下。

其中，国庆70周年阅兵国旗采用的是航天用降落伞的材料及气动设计技术。降落伞作为航天器回收着陆气动减速技术中最重要的减速装置，具有无与伦比的重要性。降落伞具有减速效率高、质量轻、包装体积小等特点，是有大气存在的星球上，对飞行器实施减速的主要手段。目前北京空间机电研究所拥有国内最先进的降落伞加工设备、特纺材料试验及测试设备，还有与之配套的生产试验设施，如降落伞的包装大厅和晾伞塔等。目前已成功研制了各种类型降落伞，从早期的平面圆形伞、方形伞，到现在的带条伞、导向面伞、环帆伞、冲压式可控翼伞等，形成了系统的降落伞工程设计理论。

国庆70周年庆典上的大型充气灯笼采用的是航天用缓冲气囊的材料及结构设计技术，航天器回收着陆缓冲技术主要是在飞行器着地部位垫上缓冲气囊或缓冲材料，通过缓冲气囊的放气或缓冲材料的变形来吸收飞行器着陆冲击的部分能量，从而减少飞行器的部分着陆冲击载荷。缓冲气囊一般采用柔性材料制作，折叠包装，在工作前充气展开，具有包装体积小、质量轻、缓冲能力强的特点，是着陆缓冲的主要核心单机产品。

经过61年的不断积累与创新，北京空间机电研究所在航天器回收着陆技术方面拥有近百项自主知识产权，具备覆盖设计、仿真、生产、测试到外场试验全流程的研制能力。获科技成果与进步奖共计91项，国家级15项，部委级76项。北京空间机电研究所也是航天器回收着陆专业基础标准的编制单位，完成了上百份行业标准的编写工作，为我国航天事业作出了巨大的贡献。