全系统大协同，铺就航天员安全归家路

文/ 刘岩 摄/任军川 刘岩

太空“出差”3 个月，中国航天员回到祖国过中秋佳节了！

9月17日中午，载着航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波的神舟十二号载人飞船返回舱在中国东风着陆场平稳着陆。

由航天科技集团神舟十二号回收试验队等单位组成的搜救队伍及时发现目标并根据指令快速有序驶向落区，第一时间抵达返回舱着陆现场。

打开舱门，航天员状态良好！

神舟十二号载人飞行任务取得圆满成功！

多重控制手段确保航天员生命安全

从9月16日一早开始，中国载人航天工程办公室的微信公众号频繁推送消息：

8 时56 分，神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功实施分离。分离前，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波在地面科技人员的配合下，完成了空间站组合体状态设置、实验数据整理下传、留轨物资清理转运等撤离前各项工作。

13 时38 分，神舟十二号载人飞船撤离后，与空间站组合体完成绕飞及首次径向交会试验，成功验证了径向交会技术。

……

17日中午，各项调度指令在北京航天指挥控制大厅里陆续响起，神舟十二号载人飞船返回舱先后与轨道舱、推进舱成功分离，返回舱沿着预先设计的轨道，向中国东风着陆场飞来。

返回的过程有惊无险。距地面约80 千米时，返回舱进入“黑障区”，地面与返回舱的通信暂时中断；距离地面约10 千米时，返回舱上的引导伞、减速伞和面积达1200 平方米的主伞相继打开，返回舱的速度降到8 米/秒左右；距离地面5.5 千米左右时，返回舱抛掉防热大底；距离地面1 米左右时，返回舱反推发动机开机，速度降到2 米/秒左右。

直至返回舱平稳落地，航天员顺利出舱，神舟十二号载人飞船才最终完成使命。

“神舟十二号载人飞船是运输航天员进入太空并返回地球的‘太空穿梭巴士’。”航天科技集团回收试验队总体技术负责人彭华康作了个形象的比喻。

其中，轨道舱是飞船独自飞行期间航天员在太空的工作和生活舱，同时也是飞船与空间站对接时的对接舱；返回舱是神舟飞船的驾驶控制舱，担任整个飞船“大脑”的角色，控制着飞船所有重大动作，也是后续返回地球时航天员搭乘的“交通工具”；推进舱则负责能源和动力方面的职能，它通过预先安装的太阳能帆板发电，为整个飞船提供电能，同时提供飞船在宇宙中改变轨道和姿态所需要的推力。

在返回地球时，返回舱先后与轨道舱、推进舱分离，通过其自身特殊的气动外形和质心位置设计，可以保证返回舱以稳定的姿态在大气层中飞行。同时，在其外表面装甲防热结构保护下，返回舱可以克服并承受再入过程中与大气层剧烈摩擦产生的气动力和气动热，安全穿越大气层。

在下降到指定高度后，返回舱打开降落伞，同时着陆缓冲系统工作，可以保证舱体能安全平稳地着陆。

不过，在神舟十二号返回舱返回地球的过程中，每个环节都有发生意外的风险。设计师们除了不断精益求精降低发生事故的几率外，也考虑到万一哪个环节出现意外情况，如何设计才能最大程度保护航天员的安全。

例如，在返回地面阶段，神舟十二号载人飞船返回舱配备了两套降落伞，如果中途一套降落伞出现意外情况，备用的一套将自动弹出，接替第一套降落伞的工作。

“飞行过程中所有可能威胁到航天员生命安全的关键动作，神舟十二号飞船都有着多重控制手段，以确保航天员的生命安全。”彭华康说。

全新返回制导方式定位误差降至百米级

“神舟十二号载人飞船是中国空间站关键技术验证及建造阶段首艘载人飞船，也是时隔5年之后，中国载人航天事业又一关键性、标志性的任务，举国关注、举世瞩目。同时，本次任务正值建党100周年，使命光荣、意义重大。”彭华康说。

在返回技术和流程层面，本次返回任务相比过去也有不少亮点。

前述内容提到，神舟十二号载人飞船返回地球之前，执行了首次径向交会试验。“飞船与核心舱分离后，先撤离到距核心舱前向2 千米左右的位置，再从核心舱上方绕到核心舱后下方大约2.5 千米左右的位置，之后开始进入径向交会模式。”神舟十二号载人飞船飞控技术组组长杨海峰介绍。

杨海峰进一步阐述细节：进行径向交会试验之前，飞船从水平方向调整到垂直方向，以便对准核心舱交会对接口。姿态调整过程中，飞船也在逐渐靠近核心舱对接口。在距核心舱大约200米的位置，飞船完成姿态调整。随后，飞船缓缓接近核心舱，最终停在距离核心舱19 米的位置。

完成径向交会试验后，神舟十二号载人飞船再次撤离到核心舱下方200米左右的位置，然后返回地球。

本次任务中，神舟飞船搜索区域也发生了变化：首次在东风着陆场返回，同时不再设置备份着陆场。以往，神舟飞船返回都将四子王旗作为着陆场，换成东风着陆场后，搜索区域地形地貌由草原地形变成了戈壁、沙漠等复杂环境。

“针对环境变化，回收试验队增加了返回舱在复杂环境中现场吊装和处置不便的故障模式，制定了针对性的处置预案。”彭华康介绍。

为什么不再使用四子王旗作为返回着陆场呢？彭华康解释，由于四子王旗近些年来发展速度较快，人烟日渐密集，不再适宜作为着陆场。

航天员在轨驻留时间增加也给任务带来了变化。神舟十二号航天员乘组在轨驻留时间由过去最长1 个月增加到现在的3 个月，因此航天员适应地球引力的时间增加，延长了出舱准备时间。这也意味着回收试验队需要优化返回舱处置流程，并行开展舱外收伞等处置工作。

此外，神舟飞船在返回地球过程中，会发出信标，给搜救团队指出方位。彭华康说，为提高返回舱救援定位精度，设计师们通过不断改进技术，使定位最大误差由千米级降低到百米级，进一步提升了搜救效率。

还有与返回制导方式相关的亮点：神舟十二号飞船返回由过去的标称弹道制导更改为预测—校正双环制导。

为何进行制导方式变革？彭华康介绍，空间站任务阶段，组合体不再像“空间实验室”时期为飞船返回变轨调相，神舟飞船需要适应空间站不同轨道高度和相位，从而返回东风着陆场。

“标称弹道制导就是要求神舟飞船沿着设定好的路线返回，如果神舟飞船返回过程中有偏差，就需要重新折回返回路线；而预测—校正双环制导更简单直接，飞船不用沿着所谓的标准路线返回，只需一往无前地向落点飞去即可。”彭华康解释。

可以说，返回制导方式的变化，提升了返回舱弹道规划的能力，也提高了返回再入的控制精度和可靠性。

事实上，预测—校正双环制导不是第一次应用。此前，新一代载人飞船试验船、嫦娥五号月球探测器已经对该制导方式进行了验证。

对回收试验队而言，本次任务也意味着他们进入了常年战备值守的新阶段。

记者了解到，神舟十二号飞船回收任务与其他任务重叠，部分队员同时兼任发射场队员，面临“回收神十二、发射神十三、准备神十四”任务新常态。不过，通过统筹安排，各项任务实现了协调、有序、平稳进行。

“东风”迎归客搜索救援舱落人到

天上“神舟”回，地面搜救忙。神舟十二号载人飞船返回舱降落在大漠深处的东风着陆场，由酒泉卫星发射中心的搜救队伍执行任务。

这里地域辽阔，人烟稀少。从“神舟一号”到“神舟十一号”，东风着陆场一直作为载人飞船气象备份着陆场。这次搜索也是东风着陆场由备份变主场后，首次迎接第一批长期在轨驻留的航天员。

着陆场系统副总设计师、酒泉卫星发射中心研究员卞韩城介绍，在确定作为空间站工程阶段飞船返回着陆场后，东风着陆场先后组织了搜索、导航、通信和基础设施建设等20 余项技术改造，突破了预测校正再入返回航天器飞行轨道计算和落点预示技术难题，填补了返回着陆最后1 千米弹道测量和景象拍摄空白，探索实践了网格化搜救战法，技术条件得到很大提升，具备了执行载人飞船搜索回收任务的能力。

为了以最高的标准，最可靠、最安全、最温暖的方式迎接航天员，东风着陆场还围绕“天上怎么飞、地面怎么控、我们怎么搜”开展搜救方案设计，提出了“跟踪测量立体连续、落点预报快速准确、搜索救援舱落人到”的任务目标。

“我们动用多套统一测控、雷达、光学等设备，构建了近3000 千米长的再入走廊跟踪测量链；依托直升机、固定翼飞机、全地形车等，吸收搜救、医学、航天器研制专家组建专业搜救力量，构建了专业力量为主，应急力量支援的航天搜救力量体系；以通信卫星、无线宽带网络、跳频电台等为主要技术手段，构建了搜救信息推送系统，具备了引导搜救力量快速机动和搜索发现目标的能力。”卞韩城说。

打开智能手机上的地图APP，调为卫星模式，可以明显看到东风着陆场地形地貌相对平坦。而着陆区以外周边地区，主要有戈壁、沙漠、山地、盐碱地、梭梭林地、湿地、水域等7 种典型地貌。

为此，东风着陆场将不同地貌与雨、雪、风、沙、尘等天气现象和白、昼不同时段结合，形成搜救任务可能遇到的异常情况矩阵，确定了六大类30余项可能影响搜救任务实施的关键异常情况。

卞韩城表示：“通过关键异常情况搜救推演，形成7 种常用搜救战法和指挥决策流程，为各种情况下完成搜救任务打下了坚实基础。”

记者注意到，返回舱着陆后，航天员中心的工作人员第一时间进入返回舱进行航天员身体状况判断，协助航天员出舱，帮助航天员进行重力再适应、开展医监医保程序。

“航天员中心在本次着陆任务中承担了航天员医监医保工作，以及部分在轨试/实验样本回收、返回舱微生物采样和气体采样相关工作。”航天员系统总体副主任设计师许文龙介绍说。

据了解，在本次任务中，航天员中心共遴选了9 名航天员医监医保医生参试，重要岗位多次参加载人飞行任务着陆场回收搜救。

许文龙说，经过在东风着陆场2个多月共上百次的培训演练，所有保障准备工作均筹备到位，各项技术状态和参试要素经检验验证，为完成本次任务奠定了重要基础。

就是在这样的全系统大协同下，航天员最终安全返回祖国。★