指控中心搬到空中成为最大亮点
9月27日,边防战士在内蒙古四子王旗执勤。新华社
按照计划,神七飞船28日将进入返回阶段。与以往的飞船回收搜救相比,神舟七号飞船回收搜救工作呈现出5大新看点,其中,指挥控制中心首次由地面搬到了空中,成为最大亮点。目前,回收搜救人员的针对性训练已经完成,各项准备工作进展顺利。
着陆场系统总指挥、西安卫星测控中心副主任隋起胜日前在接受新华社采访时介绍,这5大新看点是:
一是回收搜救时间由黎明变为傍晚。神舟五号和神舟六号飞船回收时间都是在黎明,搜救工作基本上在白天进行。神舟七号飞船回收时间定在傍晚,这就意味着飞船在着陆后不久就将天黑,搜救工作将在黑夜进行,难度比以前加大。
二是航天员数量增加。隋起胜说,这不是单纯增加一个人的问题,增加1名航天员,整个回收搜救的工作流程、物资保障和主着陆场的所有安排,都要进行调整和重新安排。
三是指挥中心由地面搬到了空中。在神舟七号飞船回收搜救直升机中,新增加了一套空中指挥系统担负搜救指挥任务。这个系统具备了语音通信、指挥控制、定位和信息处理功能,其中包括我国完全自主知识产权的“北斗一号”定位系统,可以与着陆场区、西安测控中心和北京飞控中心进行不间断联系。“这将使我们的搜救指挥更机动、更高效。”隋起胜说。
四是搜救工作由空地协同转变到空中自主完成。以往的搜救工作是由空中分队和地面分队同时进行,两支分队到达后才打开返回舱舱门。在神舟七号飞船回收搜救时,将改为“空中搜救航天员、地面处置返回舱”模式。隋起胜认为,这种模式不但可以使返回舱的处置更加从容,而且还避免了地面分队因抢时间而压坏草皮、影响生态环境。
五是增加了发射上升段的应急救生任务。隋起胜说,如果飞船在发射上升阶段,因为意外而出现逃逸情况,搜救分队还要在东西长300公里左右的区域里进行应急救生搜救。这在以往的搜救任务中是没有的。
据介绍,搜救人员已经组织完成了对主着陆场2万多平方公里的空中勘察,准确地标注了村庄、河流等地形地貌,一些危险地貌特别是一些直升机无法降落的沟壑和沼泽地进行了详细标识。“来自不同单位的搜救人员也进行了多次综合演练,所有工作都已经准备就绪。”隋起胜说。
专家详解着陆场四大功能
随着神舟七号飞船各项飞行任务的顺利完成,担负飞船返回舱回收和航天员搜救任务的着陆场系统开始成为人们关注的焦点。那么,着陆场都有些什么功能呢?中国载人航天工程着陆场系统主任设计师安振华日前在接受新华社记者采访时,详细介绍了着陆场所具有的测控、搜救、通信和气象保障四大功能。
测控
飞船返回舱距地面40公里以后的测控是着陆场的任务,目的是测出返回舱的落点,指挥各区域的搜救力量前往搜救。测控细分为四项:一是外测,测量返回舱返回的轨迹,特别是出“黑障”区后的运动轨迹;二是遥测,感知和了解返回舱的运动状态和舱内环境,以及航天员的身体状态;三是遥控,由指挥人员给飞船发出指令,虽然这些指令只有一两条,但都事关航天员生命安全;四是实况监视,利用光学设备来拍摄飞船返回舱出“黑障”区及下降过程中的实况,为指挥中心提供决策依据。
搜救
这是着陆场的主要任务,分正常和应急两种返回状态的搜救模式,应急又分为陆上着陆区和海上溅落区。飞船正常返回概率高,所以搜救力量集中布置在主、副着陆场,主着陆场力量配置要比副着陆场强,主要依靠直升机、地面车辆进行搜救。上升段的海上3个溅落区,主要靠交通运输部救捞局的3艘打捞船进行应急搜救。国内运行段的3个应急着陆区,主要依靠固定翼飞机、伞兵、着陆区附近的直升机、医院等进行联合营救。
通信
分天地通信和跨区通信两种。天地通信是指返回舱出“黑障”区之后,航天员与指挥部门和医监医保医生的通话。跨区通信是由于着陆场区站的搜救力量分布在不同地域,要使它们与北京飞控中心保持通信联系,以便于指令迅速传达到位。场区内部的通信,重点是在主、副着陆场,主要是组织协调联合各部分力量来完成搜救任务。
气象保障
一是主、副着陆场的气象保障,需提前给决策部门提供气象条件,以便尽早决定是采用主着陆场还是副着陆场;二是要提供一系列的预报天气测量数据,并传到北京飞控中心对数据进行分析,了解着陆场风的分布和运动状态,以便及时修正返回舱开伞点,确保返回舱落到理论落点。
记者探访神七落区
影响着陆的高大建筑物一律拆除
神舟七号飞船就要带着三位航天英雄回“家”了。这个“家”的条件咋样?记者就此进行了实地探访。
主着陆场区位于内蒙古自治区四子王旗北部。四子王旗因成吉思汗的胞弟——哈布图哈萨尔后裔脑音泰的四个被封王的儿子而得名。
在沿四子王旗乌兰花镇至主着陆场公路的行进途中,所有小型塔架都躺在路边,道路在建工程也已停工。一打听才知道,建设部门要求落区内所有影响神七着陆的高大建筑物一律拆除;交通部门让所有在建公路的施工人员撤离落区。
在路上,记者恰巧碰到一位住在落区的老牧民那哈正从城里往家赶。
“飞船要是降落在你家旁边咋办?”记者问道。
“第一,不聚众观看;第二,不拍照录像;第三,提供一切可能的帮助。”那哈干脆地回答着,“神七落区的地域面积大,我们每个牧民都有义务全力配合,保障飞船顺利回收!”
那哈说,四子王旗周边的矿山多,危爆物品和外来打工的人都不少。几个月前,牧民就和边防战士一起,向外来人员发放了3000多份宣传单。“我们要让每一棵草都打起精神,让每一只羊都竖起耳朵,为神七营造安全的家!”
那哈拍着记者的肩膀说:“这是国家的大事,也是牧民的喜事,谁不想神七安全着陆呢?”
返回时如何保护航天员?
从太空返回的飞船以每秒数千米的速度进入大气层后,主要是借助降落伞和反推火箭来减速和平安着陆,从而保护航天员不受伤害。
由于受到大气阻力的作用,飞船在进入大气层以后,速度会迅速下降。到距离地球表面约15公里时,飞船速度由超音速下降到亚音速,稳定在200米/秒左右。如果飞船以这样的速度冲向地面,航天员着陆时所受到的冲击,仍然如同从100层高楼上飞身跳下。
飞船减速首先依靠降落伞。当返回舱下降到距地面大约10公里的高度时,返回舱自动打开伞舱盖,引导伞打开后,再拉出减速伞。为了减少开伞冲击力,减速伞还特意设计为两级充气,分两次打开,使返回舱的速度下降到80米/秒左右。
减速伞工作16秒钟后,与返回舱分离,同时拉出主伞。主伞也采取两级充气的方法,先张开一个小口,然后慢慢地全部张开,使返回舱的下降速度逐渐由80米/秒减到40米/秒,然后再减至8米-10米/秒。
然而,即使是以8米/秒的速度着陆,飞船所受的冲击力仍可能对航天员的脊柱造成损伤。飞船距离地面大约1米时,安装在返回舱底部的4台反推火箭还将点火工作,使返回舱速度一下子降到2米/秒以内。
此外,具有缓冲功能的航天员座椅在着陆前也开始自动提升,从而使冲击的能量被缓冲吸收。为了最大限度地吸收冲击的能量,航天员座椅上还铺设了一套根据航天员身材量体定制的缓冲坐垫。
平安返回须解决4大关键技术
作为载人航天工程的最后一个环节,飞船平稳降落在指定地域、航天员健康出舱,才意味着此次任务的圆满完成。有关专家说,确保飞船平安返回,必须解决好4个关键技术问题:
一是飞船再入大气层的角度问题。飞船的制动方向直接决定再入大气层的角度,如果再入角度不好,飞船会像打水漂一样,擦着大气层的外缘“飘”出去。因此,飞船在指定位置精确制动,是回收技术中的第一个关键点。
二是进入大气层时的防热问题。飞船冲进大气层时,由于速度很快,船体与大气层剧烈摩擦,产生的温度高达1600多摄氏度,必须采取防热技术,有效阻隔热量向舱内扩散,才能确保航天员的生命安全。
三是黑障区的跟踪测控问题。当飞船距离地面80公里到40公里这段范围内,地面和飞船有大约240秒完全失去联系,被称为测控的黑障区。对飞船在黑障区的跟踪测控,直接关系着与进入大气层的飞船的快速联系,也是确保飞船安全着陆的最关键环节。
四是着陆时的减速技术。飞船下降过程中,速度要从每秒数千米减至每秒8米,才能确保航天员的生命安全。神舟系列飞船采用的是减速降落伞和反推火箭技术分段进行减速,同时航天员的座椅也具备缓冲保护功能。
跟踪搜救分3个阶段
神七主着陆场站站长贾书贵介绍说,按照运行轨迹,神七在返回大气层后的跟踪搜救工作分3个阶段进行。
第1阶段是获取飞船在黑障区的飞行数据。这由驻守在内蒙古白云鄂博地区的前置雷达站来完成后,将数据提供给300公里以外的USB测量站。飞船在黑障区的飞行数据对于飞船的落地定位非常重要,直接关系到后方测量站在飞船穿过黑障后,能否被及时捕获。
第2阶段是精确跟踪、控制飞船和获取最终的落点预报。这是由与前置雷达站相距300公里的USB测量站来完成。它主要根据前置雷达站提供的引导数据,进一步跟踪、控制飞船,最终完成落点预报。
第3阶段是搜索降落于地面的返回舱,并进行现场处置。这是由空中搜索救生分队、地面搜索分队完成。
本版图文均据新华社
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