制圖：張丹峰 汪哲平
三朵巨大的“傘花”在東風(fēng)著陸場上空盛放，新一代載人飛船試驗船返回艙緩緩向地面降落。5月8日13時49分，返回艙平穩(wěn)著陸，試驗船飛行試驗任務(wù)圓滿成功。
●艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計新、返回艙材料新、“大腦”系統(tǒng)新
長征五號B運載火箭送入預(yù)定軌道的新一代載人飛船試驗船，主要對新飛船高速再入返回防熱、控制和群傘回收等關(guān)鍵技術(shù)進行飛行驗證，并在后續(xù)研制中加以改進。
新一代載人飛船是面向我國載人月球探測、空間站運營等任務(wù)需求而論證的具有國際先進水平的新一代天地往返運輸飛行器。未來，它不僅可護送航天員往返離地球近400公里的中國空間站，還能完成38萬公里外的載人登月甚至去更遠的星球探險。新飛船還有著“載人+載物”的強大本領(lǐng)，可謂一船多用。
新一代載人飛船試驗船由中國航天科技集團有限公司中國空間技術(shù)研究院抓總研制，應(yīng)用了不少創(chuàng)新設(shè)計。
新飛船試驗船總體主任設(shè)計師楊慶介紹，兩艙的艙體結(jié)構(gòu)是新設(shè)計。試驗船由返回艙、服務(wù)艙兩艙構(gòu)成，返回艙是整船的指令中心，也是航天員生活居住的地方，服務(wù)艙則提供動力和能源。與神舟飛船三艙結(jié)構(gòu)不同，新的結(jié)構(gòu)中，返回艙密封艙空間更大，未來可根據(jù)任務(wù)需求做“隔間”，打造工作區(qū)、餐飲區(qū)等，為航天員提供更舒適的生活居住環(huán)境。
返回艙“外衣”新。專家打比方說，試驗船返回艙這次穿了兩件“衣服”，里面這件用新型金屬材料做成，相當(dāng)于“墻壁”的作用，圍出了航天員的“駕駛室”——容積大、密封性好、艙內(nèi)視野遮擋少?！巴庖隆庇赡蜔g的新型輕質(zhì)防熱材料打造，能承受住再入返回大氣層過程中上千攝氏度的高溫?zé)g。
“大腦”系統(tǒng)新。試驗船在天上工作期間，在多天內(nèi)進行多次自主軌道控制，將自己抬升到大橢圓軌道，時間緊、動作密集，全靠“大腦”也就是GNC系統(tǒng)應(yīng)對。這套系統(tǒng)不僅知道飛船處在什么位置，而且還知道將要去哪里，走哪條路能更快地到達目的地，可以自主“變道”去往目的地。
●航天測控為試驗船太空試驗和成功著陸保駕護航
試驗船成功著陸，北京航天飛行控制中心大廳內(nèi)一片歡騰。航天測控人用一次次嚴密的計算、一條條精準的指令，為任務(wù)圓滿完成提供了有力保證。
新一代載人飛船試驗船于5月5日搭乘長征五號B運載火箭升空后，北京飛控中心隨即組織陸、海、天基測控網(wǎng)對其進行密切跟蹤監(jiān)視，經(jīng)過7次軌道控制，順利將其從近地橢圓軌道抬高至遠地點近8000公里的大橢圓軌道。返回階段，返回指令從北京飛控中心發(fā)出后，制動發(fā)動機點火，試驗船返回艙與服務(wù)艙成功分離，返回艙建立再入姿態(tài)。再入返回過程中，準確預(yù)報落點位置，引導(dǎo)各測控站對返回艙進行連續(xù)跟蹤，確保搜索回收工作順利完成。
新型運載火箭、全新的軌道設(shè)計、全新的控制模式……給飛控總體方案設(shè)計帶來很大挑戰(zhàn)。測控人員攻克一系列技術(shù)難題，創(chuàng)新了多項飛控技術(shù)。
長征五號B運載火箭首飛任務(wù)測控通信指揮部成員鄒雪梅介紹，試驗船使用全新自主軌道控制和返回制導(dǎo)控制模式，尤其是前7次控制采用全自主模式，由于該模式是第一次在軌試驗，需要地面飛控團隊保駕護航。
通過攻克航天器大橢圓軌道高速再入返回控制等飛控關(guān)鍵技術(shù)，航天測控科技人員保障試驗船順利完成多項在軌科學(xué)實驗。
●著陸場精心準備，迎接返回艙回到地球懷抱
試驗船返回艙返回階段，除了群傘氣動減速和氣囊著陸緩沖技術(shù)護航回家路，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心東風(fēng)著陸場也精心準備，迎接返回艙回到地球懷抱。
載人航天工程著陸場系統(tǒng)副總設(shè)計師卞韓城介紹，著陸區(qū)面積非常大，潛在回收區(qū)域總面積接近13萬平方公里。地形地貌多樣化，包括戈壁沙漠、山區(qū)沼澤、河流湖泊等，復(fù)雜多變的地形對搜索回收力量應(yīng)對不同環(huán)境、完成不同類型任務(wù)帶來了嚴峻考驗。由于此次試驗船返回艙的個頭大，寬度相當(dāng)于兩個卡車，把這樣一個龐然大物從復(fù)雜地形中運送出來，回收難度可想而知。
為此，著陸場系統(tǒng)進行了科學(xué)部署搜索回收力量等一系列周密準備。根據(jù)航天器返回概率，對可能著陸的地區(qū)進行了網(wǎng)格劃分，對應(yīng)不同級別的搜索力量，合理規(guī)劃資源部署。為保證在惡劣天氣中仍然具備搜索回收能力，組建了多支地面分隊，既能和直升機、固定翼飛機等協(xié)同作業(yè)，也能獨立搜索。部署多套雷達和光學(xué)設(shè)備，加大監(jiān)測力度，通過跟蹤實時數(shù)據(jù)，為搜索力量提供預(yù)判信息。
針對各種可能出現(xiàn)的著陸情況，準備了60多種飛船搜索回收預(yù)案，在返回艙降落傘沒及時打開、返回艙掉入水中或降落在危險地帶等場景，都可迅速啟動處置方案。
眾手托舉之下，新一代載人飛船試驗船飛行試驗任務(wù)獲得預(yù)期效果。（記者 劉詩瑤 余建斌）
