新华全媒+｜“刚柔并济”护神舟——盘点神舟十三号载人飞船返回路上的科技“硬支撑”

近日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域安全着陆,神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。此次任务中,我国自主研制生产的多项技术产品为神舟十三号载人飞船顺利返回提供了全程保障服务。

2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。新华社记者 连振 摄

雷达“标尺”护飞行

在神舟十三号载人飞行任务中,航天科工二院23所两部测量雷达全程保障,从神舟十三号载人飞船返回舱进入大气层就开始进行跟踪测量,如同一把“标尺”测量实时准确数据提供给控制中心,并为前方搜救提供有效目标落点数据,护航返回舱平安落地。

据悉,这两部雷达主要用于完成返回舱的跟踪测量任务,一部测量雷达的核心任务是承担返回舱在黑障区内外的跟踪测量,另一部测量雷达的核心任务是进行返回舱在开伞至落地过程的跟踪测量。

返回舱进入大气层时,与其周围空气激烈摩擦,会形成一个高温高压的电离气体层,这个气体层像剑鞘一样包裹在返回器表面,隔绝返回舱与地面测控站之间的通信联络,形成一个黑障区。

为解决黑障区的跟踪测量问题,23所自主研制了一部相控阵体制的测量雷达。回收任务前,保障队员通过仔细分析引导数据,为返回舱回家之路保驾护航。

另一部雷达是回收任务最末端的跟踪测量雷达,它从返回舱开伞后开始对目标进行测量。该雷达通过无源定位体制实现对返回舱从开伞后至落地阶段的高精度定位,为落点预报和返回舱搜救提供及时准确的数据信息,站好回收任务最后一班岗。

此次飞行任务中,航天科工二院203所研制的一系列优质晶体元器件,利用稳定的石英晶体的压电效应和频率特性,在太空恶劣的环境中保持稳定跳动,并产生准确平稳的频率信号,成为地面指挥人员监测和衡量飞行状态的重要参考指标,为确保航天员安全返回地球起到重要作用。

此外,由航天科工二院25所研制的交会对接微波雷达也在此次任务中再次开机,精确输出神舟十三号载人飞船与空间站核心舱相对距离、速度和角度等位置信息,保驾神舟十三号载人飞船的顺利返回;由航天科工二院206所研制的环控生保尿处理子系统,作为空间站内水资源循环利用的重要环节,是空间站任务实现航天员长期在轨驻留的标志性关键产品之一,自2021年4月19日升空入轨后,一直在轨稳定运行,产生的蒸馏水各项指标均满足使用要求。

2022年1月8日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十三号航天员乘组进行手控遥操作天舟二号货运飞船与空间站组合体交会对接试验,天舟二号货运飞船与空间站组合体精准完成前向交会对接。新华社记者 郭中正 摄

智慧“刹车”保精度

在神舟十三号载人飞船返回舱着陆的最后几米,位于返回舱底部的“伽马刹车指令员”正沉着地测算着返回舱的速度和距地面高度。在返回舱降落至预定高度时,准确发出反推发动机点火指令,使返回舱在反推力作用下平稳着陆,保障航天员安全舒适回家。

由航天科工三院35所研制的“伽马刹车指令员”是返回舱的关键设备。伽马射线的探测体制赋予它穿透地表植被的能力,能精确测量返回舱底部距离地表的高度,精度达厘米级。通过向地表发射伽马射线、快速捕获反射回的射线,在“伽马刹车指令员”的“大脑”中进行精确计算,实时提取出高度和速度信息,在最佳时机发出反推点火指令,实现“高速度下高点火高度,低速度下低点火高度”的最优点火方案,最大限度发挥反推发动机的缓冲性能。

2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆。新华社记者 连振 摄

用心缝好每一针

护航神舟十三号载人飞船返回舱的主伞面积达1200平方米,由1900多块伞衣拼接而成,全部展开后可以覆盖3个篮球场大小,拉直长度近70米,能够横跨足球场,由航天科技五院508所研制。

这样一顶降落伞的加工是载人飞船研制的关键一步,由一群年轻睿智的“女匠”们完成,航天科技五院508所神舟十三号载人飞船降落伞产品加工人员付春慧是其中之一。她多次承接缝纫技术难度大的技术型工作,已是降落伞加工的技术骨干,“用心缝好每一针”是她对自己的要求。

神舟十三号载人飞船返回舱降落伞产品加工要求极高,而怎样在有限的空间里保证1200平方米主伞所有尺寸一致是关键。为此,研制团队反复研究、查找问题、总结经验……最终,保证了96根径向带加工后的线迹松紧度一致,确保了每一根长度一致。

记者:胡喆、宋晨