巨型降落傘如何帶神舟飛船安全回家？

回收著(zhù)陸是載人飛船飛行任務(wù)的最后階段，也決定著(zhù)飛行任務(wù)的最終成敗。當看到1200平方米的巨型降落傘拖著(zhù)返回艙緩緩降落時(shí)，人們會(huì )好奇，如此巨大的降落傘在最后10公里是如何助力神舟飛船安全回家的？

記者從中國航天科技集團五院508所獲悉，回收著(zhù)陸系統由多個(gè)子系統組成，包括結構、降落傘、著(zhù)陸緩沖、程序控制、火工品、標位等多種類(lèi)型產(chǎn)品，集成了光、機、電、熱、高能粒子、柔性特紡材料等多類(lèi)先進(jìn)技術(shù)。整個(gè)回收工作過(guò)程包括了10余項過(guò)程控制。

精測高度

神舟飛船在軌飛行時(shí)，回收著(zhù)陸系統只是在返回艙內“靜靜守候”，直到飛船返回艙穿過(guò)大氣層后自由下落至距地10千米高度時(shí)，由靜壓高度控制器判斷高度，并發(fā)出回收系統啟動(dòng)信號，回收著(zhù)陸系統才開(kāi)始工作。

靜壓高度控制器只是程序控制子系統的設備之一，整個(gè)程序控制的“幕后成員”還包括回收配電器、火工控制器、程序控制器、行程開(kāi)關(guān)等，它們分工明確，各司其職，就像人類(lèi)大腦的不同區域，通過(guò)發(fā)出程序控制指令信號，控制“臺前”各執行機構完成規定的彈傘艙蓋拉引導傘、拉減速傘、減速傘分離拉主傘、主傘解除收口、拋防熱大底、轉垂掛等一系列不可逆的動(dòng)作。

逐級開(kāi)傘

1200平方米的降落傘在飛船返回艙降落時(shí)不能一下子全部打開(kāi)，否則傘會(huì )被空氣崩破。設計師們?yōu)轱w船量身定制了一套三級開(kāi)傘程序——先打開(kāi)兩個(gè)串聯(lián)的引導傘，再由引導傘拉出一頂減速傘。減速傘工作一段時(shí)間后與返回艙分離，同時(shí)拉出1200平方米的主傘，從距離地面8000米左右降到距離地面6000米，把返回艙的速度從90米/秒降到8米/秒左右。

為防止減速傘和主傘張開(kāi)瞬間承受的力太大，減速傘和主傘均采用了收口技術(shù)，也就是說(shuō)，放慢傘繩從收攏到散開(kāi)的過(guò)程，讓1200平方米的大傘分階段張開(kāi)，保證整個(gè)開(kāi)傘過(guò)程的過(guò)載處于航天員體感可承受的范圍。航天員也正因為感受到這一連貫動(dòng)作的晃動(dòng)，才能確認回收系統工作正常。
火箭反推

防熱大底是飛船進(jìn)入大氣層后的“鎧甲”，等主傘完全打開(kāi)后一會(huì )兒，飛船返回艙就會(huì )拋掉這身“鎧甲”，高度控制裝置開(kāi)始工作，實(shí)時(shí)測量返回艙距地高度。

當飛船返回艙降至距離地面1米高度時(shí)，返回艙底部的裝置發(fā)出信號，“指揮”飛船返回艙上的4臺反推發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火，給返回艙一個(gè)向上抬的力，使返回艙的落地速度基本達到1-2米/秒。這樣“一拉一推”，就能讓航天員“舒服”地安全著(zhù)陸。

落點(diǎn)標位

為保證地面搜救系統及時(shí)搜索到返回地面的返回艙，除布設一定數量的雷達，跟蹤測量返回艙軌道并預報落點(diǎn)位置外，返回艙上還配有自主標位設備，告訴搜救人員“我在這里”。

標位設備以發(fā)送目標救援組織規定頻率和格式的無(wú)線(xiàn)電設備為主。為方便夜間尋找返回艙，飛船返回艙的“肩部”位置裝有閃光燈，直升機據此能在夜間發(fā)現返回艙。

當返回艙濺落在海上時(shí)，在波浪翻滾的大海里，直徑3米的返回艙難以被發(fā)現。為引導飛機和救撈船搜索返回艙，返回艙底部裝有海水染色劑。海水染色劑會(huì )緩慢釋放，將附近水面染成亮綠色，持續時(shí)間可達4小時(shí)。

故障預案

飛船返回艙在返回過(guò)程中處于高速運動(dòng)的狀態(tài)，一旦中途出現故障，外界無(wú)法采取營(yíng)救措施，也不可能將程序暫?；蚧謴偷皆恢匦麻_(kāi)始。

因此，回收著(zhù)陸系統的工作過(guò)程只能是由一系列不可逆按時(shí)序執行的動(dòng)作組成。為保證航天員的生命安全，提高回收著(zhù)陸系統工作的可靠性和安全性，設計師們?yōu)榛厥罩?zhù)陸系統設置了9種故障模式，涉及正常返回、中空救生、低空救生3種基本返回工作程序，采取了備份降落傘裝置、時(shí)間控制器、三組高度開(kāi)關(guān)等多種備份措施，以全面保證返回艙在火箭發(fā)射段、上升段、正常返回和應急返回段的安全返回與著(zhù)陸。

有了這樣一個(gè)設計先進(jìn)、功能全面、可靠安全的回收著(zhù)陸系統，神舟飛船才能信心滿(mǎn)滿(mǎn)地沖出大氣層。后續，1200平方米大傘將被回收，接受全方位“體檢”后，參與未來(lái)的試驗、展覽、科普等工作。

新京報記者 張建林