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列阵天地,等你归航

2021-02-03奉青玲

神剑 2021年6期
关键词:返回舱分队神舟

奉青玲

2021年9月17日,神舟十二号飞行乘组已经在天宫空间站和天和核心舱工作了3个月,按计划今天是他们返回地面的日子。

万里大漠沙如雪,刚刚着陆的神舟十二号载人飞船返回舱在蓝天白云的映衬下格外显眼。不远处,5架盘旋的直升机刚刚停稳,身着橘黄色衣服的酒泉卫星发射中心搜救空中分队队员便箭步冲锋,奔向返回舱。同一时间,得到返回舱落点位置通报的地面分队全速驶向返回舱落点。

13时34分,神舟十二号载人飞船返回舱成功降落在东风着陆场预定区域,执行此次飞行任务的航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波顺利返回地球。

此次返回舱搜索回收任务,是对东风着陆场系统建设成果的一次“大考”,也是对中心建设“航天员进出太空最可靠、最安全、最温暖的航天港”的全面检验。殊不知,为了这一天,东风的搜救队员们已经等待了太久太久。

东风着陆场首战

在飞船返回舱着陆过程中,着陆场系统将发挥重要作用,该系统负责飞船返回舱的返回测量、搜索寻找和航天员的营救。

此次神舟十二号航天员是首次从空间站返回地面,也是东风着陆场首次在载人飞船任务中启用。着陆场的选择涉及许多技术和社会问题,不仅要考虑发射场的位置、运行轨道倾角和高度、返回制动点位置、返回舱返回轨道和航天员的安全等,还与我国经纬度覆盖范围,大陆的地形地貌、气象、交通,陆上着陆、海上溅落的搜救能力密切相关。

我国载人航天工程发展初期,只有神舟号飞船一种航天器,在轨飞行时间不超过7天。为保证飞船返回时着陆场气象条件满足安全着陆要求,设置了主副两个着陆场。“副着陆场是主着陆场的气象备份,要求与主着陆场气象关联性小,主着陆场是‘坏’天气时,副着陆场要是‘好’天气。”我国载人航天工程着陆场系统副总设计师卞韩城告诉笔者,进入载人空间站阶段后,飞船停靠空间站,可以根据着陆场气象选择飞船返回时机,不再需要设置气象备份着陆场。

内蒙古额济纳旗东山头所在的地方,是一块开阔的戈壁滩。远古时代,这里曾是碧海蓝天、草木葱茏之地。相传道教创始人老子,曾骑青牛,没入此地。今天,历史再一次选择了这里。

东风着陆场、四子王旗着陆场均可作为载人空间站阶段飞船返回着陆场。与四子王旗着陆场相比,东风着陆场有一支搜救力量可满足发射、运行、返回段的搜救任务需求。载人飞船发射上升段,尤其是发射初段故障率较高、危险性较大,必须在发射场部署一支搜救力量。依托酒泉卫星发射中心建设载人飞船返回着陆场,搜救力量可在执行卫星发射火箭残骸搜索等多样化任务的同时,完成航天员应急搜救任务常态化值守,一支搜救力量即可满足发射、运行、返回三个阶段的航天员搜救需要。另外,依托酒泉卫星发射中心的人力资源和测控、通信、气象、医疗、运输与后勤保障等设施设备,以规模有限的专业搜救力量为主,随时可组成功能体系完备、专业门类齐全的搜救队伍,能更好地统筹利用资源,既可降低着陆场建设和维持费用,又可保持强大搜救能力。从经济的角度,东风着陆场为戈壁沙漠地貌,人烟稀少,草场、耕地都很少,着陆场选址在这里不仅不会影响地方原有的经济建设,通过发展航天旅游产业还可带动地方经济发展。经过比较,工程总体经过全面系统的论证最终选择了东风着陆场。

从此,这片大漠戈壁沸腾了。

用则能战战则能胜

神舟一号探索启航、神舟三号模拟载人、神舟五号飞天梦圆、神舟六号多人多天、神舟七号空间出舱、天宫神八交会对接……我国的载人航天事业一步一个脚印,创造了一个又一个的奇迹。

载人航天工程组建之初,组建一支快速、机动、高效的航天应急救生队伍就被提上日程。酒泉卫星发射中心的这支搜救队伍,是一支伴随着神舟任务成长起来的队伍。陆上应急救生队伍成立于1999年,主要承担东风副着陆场的航天员搜救任务、国内陆上和上升到海上的应急搜救任务。此后的17年,因历次载人航天飞行任务均正常返回,他们备份11次,从未真正派上用场。

备而不用,搜救队员们甘居幕后守护神舟,甘当无名英雄。虽然载人航天搜救力量长期处于备战状态,得不到实战检验,但搜救队员们始终秉承“牢记使命备而无患备而有用练为战,矢志航天用则能战战则能胜打得赢”的坚定信念,战严寒斗酷暑,爬沙山越风暴,在高原草地、沙漠海洋,練得精武强干如神兵天降,先后圆满完成了“神舟”系列残骸搜索回收任务。

2016年6月26日,新一代飞船缩比返回舱降落在巴丹吉林沙漠,这是世界上首次在沙漠地域进行飞船返回舱的搜索回收。酒泉卫星发射中心的搜救队员第一时间找到返回舱并顺利回收,17年的训练备战终于得到了实战的检验。

“这次任务是咱们东风着陆场首次实战,首次实战就接了个硬骨头。”酒泉卫星发射中心搜救回收分队队长杜运新感慨地说。

从受领任务到完成任务,两年时间里,搜救队员们走遍了着陆场的每一个沙丘、每一座山峰、每一块戈壁,练就了“天当被、地当床、四处旷野任我闯荡”的心境和豪情。

2020年5月8日13时49分,一道优美的弧线划过巴丹吉林沙漠上空,长征五号B运载火箭首飞搭载的我国新一代载人飞船试验船返回舱,经过约67个小时的在轨飞行,安全返回东风着陆场。新的搜救力量、新的着陆场区、新的搜救模式实现了精彩亮相、首战告捷。这次试验船返回舱的成功回收,有效检验了着陆场各系统的搜索回收能力。

随着空间站阶段长期驻守、随时备份应急的需求,阿木古郎的四子王旗着陆场退出历史使命,东风着陆场经历几十年的酝酿,从备份到主份,终于站上历史舞台,焕发着勃勃生机与活力。

万里雪原路艰险,彩裙摇曳嫦娥还。2020年12月17日01点59分,嫦娥五号探月返回器搭载月壤成功着陆于内蒙古四子王旗的茫茫雪原,搜索队员们第一时间发现目标,回收工作圆满完成,着陆场系统的搜救队员们又一次向党和人民交上一份出色答卷。

神舟十二号是我国载人空间站关键技术验证和建造阶段的首次载人飞行任务,也是第一艘返回东风着陆场的载人飞船。东风着陆场将以崭新的姿态、最好的任务准备迎接最尊贵的客人。

最难的飞船搜救任务

“进入空间站任务阶段后,飞船返回前3天才能确定返回瞄准点,搜救任务直接准备时间短,这是我们面临的一大考验。”在神舟十二号载人飞船搜索回收任务情况介绍会上,卞韩城向大家这样介绍。

和以往载人飞船返回航天员救援任务相比,神舟十二號搜索回收任务准备时间大幅缩短。以往载人飞行任务,飞船发射前就规划好返回瞄准点。进入空间站任务阶段后,飞船返回前3天才能确定返回瞄准点,任务直接准备时间短。为此,着陆场系统将数万平方公里的东风着陆场划分成不同的区域,逐个区域制定和演练跟踪测量、气象观探测、通信保障、搜索救援、道路封控等力量部署方案。

戈壁滩地域辽阔,这既是东风着陆场的一大优势,也是搜索救援的一大难点。飞船返回分升力控制式和自旋弹道式两种基本方式,同时要考虑返回过程中出现故障导致大范围偏差的情况。针对搜救任务区域达两万平方公里的实际,着陆场系统规划了着陆场专业力量、着陆区地方紧急动员力量、大范围偏差战区应急力量三位一体的常急兼备搜救力量体系。这样,不论飞船着陆于何处,都可以做到以最快速度、在最短时间搜索发现返回舱,完成航天员救援任务。

地形地貌对执行搜救任务至关重要,在沙漠里面起降直升机就是个不小的考验。此外,东风着陆场有戈壁、山地、盐碱地、梭梭林地、湿地、水域等复杂地形地貌,如果叠加高温、大风、沙尘等不利气象条件,救援难度会更大;夜间在复杂地域、不利气象条件下执行搜索救援任务,将会面临各种极端情况考验。针对各种可能出现的复杂情况,着陆场系统作了周密的任务准备,直升机上加装大功率探照灯,具备夜间搜索的基本能力;直升机上加装电动绞车,在直升机无法降落地域可将救援人员施放至地面;研制可在沙漠、盐碱地快速铺设的临时停机坪,为直升机降落创造条件;研制履带式全地形车、配备轮式全地形车,使地面分队具备全地域搜救能力;组建水域救援队,具备水面、水下搜索和救援能力等。针对返回舱着陆后可能出现如大底未抛、大风拖拽返回舱滑行、舱门打不开等意外情况,着陆场系统都作了相应准备。

七月,烈日炎炎。搜救队员们一个个光着膀子,扑腾着身子,在大漠人工湖里忽上忽下,他们正模拟水域着陆地形进行游泳训练。其中,新的开舱手冯毅显得有些紧张。从小怕水的他,默默给自己加油鼓劲:“一定要过了这一关,成为一名合格的开舱手,帮助航天员安全顺利出舱。”带着必胜的信念,他一次次强逼自己下水。功夫不负有心人,经过一个月的刻苦训练,他终于克服了恐惧,学会了游泳。尽管一个月下来,他黑成了包公,被湖水呛了无数次。

神舟十二号飞船返回是长期在轨航天员首次返回地球,着陆现场救援要求高。经过3个月长期在轨飞行,航天员返回地面后要重新适应地球重力环境,在返回着陆最初的几个小时地面重力再适应尤为关键,这个阶段航天员脑部灌注血液量少,立位耐力下降无法站立,也容易出现晕厥等症状。为此,着陆场系统组建了专业的航天员医监医保医疗救护团队,建设了以直升机、车辆为载体的医监医保医疗救护平台,设计了舱内、舱旁、载体内医监医保流程,演练了舱内防航天员跌落方案,训练了舱外搬运航天员动作,准备了大风和沙尘环境救援保护措施等。

训练间隙,冯毅经常和队友李涛“窃窃私语”。李涛是神舟一号至神舟十一号飞船的开舱手,被誉为“神舟开舱第一人”。在“师父”面前,冯毅虚心当好“徒弟”。“作为开舱手,熟练掌握开舱技术是最基础的,涛哥在这方面杠杠的,是我的榜样。”冯毅笑着说。作为一名开舱手,除了常规技术,还要具备应对返回舱降落在不同地域的综合处置能力。这次航天员在轨时间长,返回地面情况存在很大不确定性,冯毅深知自己的岗位责任重大。为尽快适应岗位需要,冯毅自觉投入到严苛的陆、水、空搜救训练中。烈日炎炎的训练场上、大雪纷飞的陌生地域,总能看到他挥洒汗水的身影。体能、理论、无人机操作、直升机索降、抗眩晕训练……在经过了30多个课目的针对性训练后,冯毅练就了一身过硬的搜救技能。

“3个月前,3名航天员从我们东风出征,经过3个月的太空生活,他们的身体状况、心理状态都是未知数。我们的方案要更加周密、行动要更加谨慎、细节要更加温暖人心,迎接三位英雄平安、健康回家。”着陆场区指挥部指挥长姜汉民告诉记者。

让航天员的安全多一分保障

“各组注意,搜索直升机目视发现模拟返回舱,舱体呈倾斜状态,展开拉网式模拟返回舱搜索……”接到指令后,搜救空中分队迅即出动,抵达返回舱上空,确认目标后,队员们立即进行索降准备。随即,地面各分队依次抵达现场,与空中分队协同展开作业。

9月14日正午,巴丹吉林沙漠,东风着陆场系统最后一次全要素综合搜救演练正式拉开帷幕。此时,距离神舟十二号返回舱抵达着陆场已不足3天。

“训练是任务的预演,我们必须紧贴任务实际,立足复杂情况和现有装备条件,不断锤炼队员搜救回收和应急处置能力,为圆满完成此次任务做好充足准备。”着陆场区指挥部副指挥长王学武告诉记者。

与此前成功完成的多用途飞船缩比返回舱、新一代载人飞船试验船返回舱、嫦娥五号返回器等搜救回收任务不同,此次任务迎接的是第一批长期在轨驻留的航天员,对于着陆场来说,是一次不小的挑战。

东风着陆场位于酒泉卫星发射中心东部,地处巴丹吉林沙漠和戈壁带,地域辽阔,人烟稀少。为充分掌握着陆场地形地貌、重点目标、道路交通、牧民分布等情况,各搜救分队分片区对着陆区进行全面勘察。

经过勘察发现,着陆场涵盖戈壁、沙漠、山地、盐碱地、梭梭林地、湿地、湖泊等7种典型地形地貌。对此,着陆场区指挥部区分不同环境,将搜索区域划分为若干网格,并结合网格内风、雨、沙尘等异常天气以及昼夜不同时段环境特征,组织相应的搜索救援力量。

此外,他们还针对前期梳理出的6大类30余项可能影响搜救任务实施的关键异常情况展开搜救推演,并形成7种常用搜救战法和相应指挥决策流程,为各分队执行复杂情况下返回器搜索回收任务奠定了坚实基础。

为提高空地协作能力,他们组建通信、无人机等集训营,按照授课、实操、演训、考核四个步骤对所有定岗人员进行集中强化培训;针对着陆区地形复杂、直升机无法降落等难题,开展野外生存、索降滑降、极限体能、沙漠越野等高难度课目训练;组织空中分队对场区陌生地区进行空中勘察和试飞试降训练,为应急搜救任务提供有力空中保障;加快推进空、地分队的协同训练和系统演练,并通过及时全面的复盘总结,持续夯实搜救回收能力。

“预案多想一层,航天员的安全就多一分保障。”载人航天工程着陆场系统副总设计师卞韩城如是说。

据了解,备战神舟十二号载人飞船返回舱搜索回收任务以来,东风着陆场系统先后组织了2次直升机分队空中通信联调、2次空地协同搜救训练和4次全系统全流程综合演练,各分队整体空地协同联合搜救能力不断提升。

经过充分的训练演练、周密的预想预判,东风着陆场已具备执行此次任务的能力和条件。“练兵千日,用在一时,我们有信心圆满完成此次任务!”搜索回收任务最后一次指挥部会议上,着陆场区指挥部副指挥长王学武自信地说。

征服“死亡之海”

航天搜救涉及测控、通信、气象、空地协作、车辆驾驶、现场处置等多个专业岗位,既有常规操作,也有特情处置,这些都离不开一支专业化的航天搜救队伍。

选拔搜救队员,制定训练方案,开展实地训练……组建之初,搜救分队从中心各单位协调抽调了一批驾驶技术精湛的驾驶员,组建沙漠搜救驾驶队伍。

为了征服这片“死亡之海”,圆满完成任务,搜救队员们爬沙山、过草甸,数次冒着生命危险穿越大漠。

一次训练中,沙尘暴突然翻滚而至。情急之下,队员们就拿出车厢里放置的停机坪帆布往身上一裹,倚靠车辆,在背风处扎堆蹲下,躲避沙暴。

“沙暴肆虐的每一刻都分外煎熬。”回忆起那次经历,搜救队员卢永强仍心有余悸。

由于情况突至,队员们被迫滞留沙漠,熬过了缺食少水的两天,才筋疲力尽地返回了营区。

除了克服因气候多变带来的常人难以想象的诸多困难外,队员们还要针对沙漠中复杂的地形条件进行刻苦训练。

巴丹吉林沙漠是中国第三大沙漠,沙山相对高度达五百多米,被称为“沙漠珠穆朗玛峰”的必鲁图峰就在其中。9月的巴丹吉林沙漠,炎热异常,透蓝的天空,悬着火球般的太阳,搜救分队驾驶员聂世超双手紧握方向盘,驾驶车辆行驶在茫茫大漠上,汗滴不时从他的脸颊滑落。

“在沙漠腹地训练,经常会遇到坡度接近75度、高差150多米的软沙区。”聂世超告诉记者,每次遇到这种软沙区,大家都紧张得满头大汗,一趟下来至少需要20分钟,训练结束后,几乎每个人的衣服都被汗水浸透了。

聂世超是搜救分队的老驾驶员,曾“七进七出”巴丹吉林沙漠。“第一次进沙漠时非常激动,有一种天高地阔任我行的感觉。”聂世超回忆道,但随着行程的移动,渐渐驶入大漠深处,路况越来越复杂,他的心里也越来越惶恐。那次以后,他在日常训练的基础上,开始有针对性地攻克一个个高难度课目,不断提高自身在复杂环境下执行任务的能力。

高沙山区、馒头坡、刀锋、大锅、海子等各种复杂地形地貌,通常都是无规则无秩序任意分布。聂世超深知,沙漠行车稍有不慎,轻则翻车,重则人亡。为了练就过硬的心理素质和驾驶技术,他带领驾驶员深入沙漠进行斜坡训练,从5米的坡开始,再陆续进行10米、20米、30米坡的练习,帮助队员一步步克服心理恐惧,提高沙漠驾驶本领,直至所有人都能掌握300米坡的驾驶技能。

“人员定岗定位时,我们通过选配经验丰富的老骨干结对帮带年轻队员,把好的经验传承下去,确保人才不断层。”杜运新告诉记者,在这种新老搭配的训练模式下,一批实操能力强、能独当一面的年轻骨干脱颖而出,随时拉得出、顶得上、打得赢。

自主研发“补丁”

改造搜索、导航和通信等20余项技术,对200多台(套)定岗参试装备进行检修检测;突破落点预报技术难题,填补返回着陆最后1公里弹道测量和景象拍摄空白;加强落点预报算法攻关,构建落点精算系统;持续推进载人飞船返回舱着陆过程自主智能跟踪系统、典型场景搜救模式等重大课题研究,摸索出“无人机搜索、直升机救援、地面处置回收”的新方法……

针对此次搜索回收任务准备时间短、区域范围广、救援难度大等难点,东风着陆场进行了一系列装备技术升级改造。

近年来,他们着眼训练需求,投资近900万元,建成了一批功能完备的航天搜救训练平台,同时,升级改造着陆场北斗态势系统,研制更新了一批提升作战效能的搜救装备。

“针对以往地面车辆搜索效率低、机动性差、受地形影响大等问题,我们在FC平台基础上开展无人机残骸搜索应用战法研究,极大提升搜救效率……”在酒泉卫星发射中心第二届创新交流分享会上,搜救地面分队无人机操作手褚威,向来自全国各地30余家科研院所的100多名科技精英作了专题分享。

创新源于实践,创新永无止境。

针对训练中遇到的难点问题,搜救分队队员们为装备自主研发出一系列“补丁”:直升机无法在复杂地形降落,他们研制出简易停机坪,直升机得以在沙漠、软戈壁、梭梭林等地区平稳着陆,实现了人员装备的安全、及时投送;返回舱落入复杂地形,难以运送出来,他们研发出履带式吊运一体车,可以完成沙漠穿行、推建直升机场坪、运回返回舱、吊臂吊装等多种任务;重型卡车无法以越野方式开进沙漠,他们为卡车量身定做了沙漠地区专用輪毂……

卞韩城表示,我国现已进入载人空间站阶段,中心将常态化执行载人航天任务。如何针对未来任务需求实现创新发展,促进系统持续向信息化和智能化转型,将是今后一段时间着陆场建设的主要方向。

“目前,我们正与清华大学联合开发研制载人飞船返回舱着陆过程自主智能跟踪系统,为空间站任务常态化返回做好技术准备。”中心航天搜救无人机应用技术联合实验室里,实验室主任、高级工程师杨舒农如是说。

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