任昕宇 羅維瑋?科技日報記者?付毅飛

據中國載人航天工程辦公室消息，北京時間2023年6月4日6時33分，神舟十五號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。7時9分，神舟十五號航天員費俊龍、鄧清明、張陸全部安全順利出艙，健康狀態良好。神舟十五號載人飛行任務取得圓滿成功，“圓夢乘組”平安凱旋。

(資料圖)

這是我國空間站轉入應用與發展階段后的首次返回任務。記者從中國航天科技集團五院了解到，該院的GNC（制導導航與控制）分系統、熱控分系統、結構機構分系統、回收著陸分系統、測控通信分系統、數管分系統、總體電路分系統等各支技術隊伍密切配合、協同作戰，確保了任務圓滿成功。

返回五階段步步“精心”

據五院載人飛船回收試驗隊總體負責人彭華康介紹，神舟十五號載人飛船返回，分為分離、制動、再入、減速、著陸緩沖五個階段，環環相扣，步步“精心”。

其中，在分離階段，此次返回仍然延續神舟十三號以來的“快速返回方案”，即神舟十五號在與空間站組合體分離后，繞地球飛行5圈后開始返回地面。隨后，飛船返回艙與軌道艙分離。

制動階段，神舟十五號延續了神舟十二號以來的預測-校正雙環制導方式，使返回艙以精確計算的再入角度進入地球大氣層，推進艙在穿越大氣層時燒毀。

再入階段，艙上自帶的發動機將返回艙調整為大底朝前的配平狀態，以升力控制的方式再入。在再入過程的“黑障區”，返回艙與地面信號中斷，研制團隊設計了一套全自動的處理方式，保證艙體順利穿越“黑障”。

減速階段，當返回艙距離地面10公里左右時，引導傘、減速傘和主傘相繼打開，將速度降低到每秒幾米。

著陸緩沖階段，返回艙距離地面1米左右時，反推發動機向下點火，使返回艙進一步減速，最終以每秒1至2米的速度著陸。

為確保任務萬無一失，試驗隊提前進行了四次全流程桌面推演和三次全系統綜合演練，針對返回過程故障、著陸環境異常、處置工序故障三大類故障模式，準備了20多種處置預案。

新一代GNC系統能“指哪兒打哪兒”

返回再入GNC技術直接關系航天員的生命安全。以此次返回任務告捷為標志，我國GNC系統完成了全面更新換代。

我國的飛船返回再入GNC技術共經歷了兩代。第一代被稱為“標準彈道自適應制導方法”，在從神舟一號到神舟十一號的11艘飛船上應用。神舟十二號至神舟十五號這一批次的4艘神舟飛船，采用的是“自適應預測制導方法”，即第二代返回再入技術。

“采用二代返回技術后，最差返回精度比一代最好的都好。”五院載人飛船系統副總設計師胡軍說，采用一代技術，當出現大范圍的軌道條件變化時，就需要地面進行人工干預；而二代GNC系統則可以自主適應，體現在返回精度上，可以說能做到“指哪兒打哪兒”。

記者了解到，該技術此前已經在我國新一代載人飛船、嫦娥五號等型號中得到了驗證。4艘神舟飛船連續精準降落，進一步證明了該方法的科學性、穩定性、先進性和強適應性。

“生命之傘”持續優化

從1999年神舟一號成功發射返回至今，由五院508所研制的特大型降落傘已為神舟飛船奉獻了15次綻放，其中10次護佑航天員歸來。紅白相間的巨大傘花，是對航天員生命托付的最美答案。

這頂“生命之傘”傘衣面積達1200平方米，若在地面鋪展開來，大約可覆蓋三個籃球場。

1992年載人航天工程立項后，為載人飛船研制降落傘提上了日程。該任務挑戰極大，技術指標要求非常高。508所回收著陸分系統研制團隊苦攻多年，終于攻克了特大型降落傘的設計、制造、試驗、總裝等多項技術難關。

多年來，研制團隊對該降落傘持續創新優化。在神舟十二號到神舟十五號這批飛船任務中，回收著陸分系統批次產品研制涉及5大類共12項技術狀態更改。

“我們一步都不能錯”

“返回艙的處置關系到航天員的安危，我們一步都不能錯。”這是五院載人飛船回收隊伍始終如一的信條。

返回艙的回收工作是整個載人飛行任務的最后一環。為迎接清晨歸來的神舟十五號，回收試驗隊夜里出發、凌晨就位，并提前開展了夜間戈壁灘行駛的專項安全培訓，專門針對戈壁灘夜間低溫的情況做好預案。

隨著神舟十五號載人飛船返回艙成功著陸，試驗隊迅速到達返回艙落點，第一時間對艙體進行狀態檢查，確認艙外無危險源后打開艙門，隨后對艙內狀態進行檢查。航天員出艙后，試驗隊迅速執行各項操作步驟，對返回艙進行處置。待返回艙裝車運回指定地點后，他們將繼續完成相關操作。為強化返回艙現場處置流程管理，試驗隊員提前對處置流程與預案等相關文件進行了細致的優化與完善。

神舟十五號載人飛船于2022年11月29日從酒泉衛星發射中心發射升空，隨后與天和核心艙對接形成組合體。3名航天員在軌駐留期間，完成大量空間科學實（試）驗，進行了4次出艙活動，圓滿完成艙外擴展泵組安裝、跨艙線纜安裝接通、艙外載荷暴露平臺支撐桿安裝等任務，配合完成空間站多次貨物出艙任務，為后續開展大規模艙外科學與技術實驗奠定了基礎。作為迄今為止執行任務時平均年齡最大的航天員乘組，他們不僅刷新了中國航天員單個乘組出艙活動次數的紀錄，還見證了中國空間站全面建成的歷史時刻。

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