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神舟十二号航天员重返地球之旅

2021-09-26

文萃报·周二版 2021年37期
关键词:返回舱神舟航天员

9月17日13时30分许,神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,安全降落在东风着陆场预定区域。这是神舟飞船首次在东风着陆场着陆。神舟十二号返回舱舱门打开,医保人员确定,三名航天员状态良好。

成功验证径向交会技术

据中国载人航天工程办公室消息,北京时间9月16日8时56分,神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功实施分离。

9月16日13时38分,载人飞船与空间站组合体完成绕飞及径向交会试验,成功验证了径向交会技术,为后续载人飞行任务奠定了重要技术基础。

那么,返回前要做哪些准备工作?一是工作收尾:检查,撤离,清理。与核心舱分离前,航天员乘组在地面人员的支持下完成各项返回前准备工作。

空间站就是太空旅店,需要进行包括对站内的物资物品进行梳理、盘点。另外,为了后续旅客入住的方便、节省空间及任务保障的需要,必须要大扫除和垃圾清理,装入垃圾袋放入轨道舱,让它们随轨道舱坠入大气层销毁。

在返程前,也需要对相关设备和产品的状态进行检查,包括舱内压力服气密性检查以及通信头带的气密性的检查等,这对于将来返回时用的防护装备很重要。

各项检查完成后,关闭货船、核心舱、节点舱舱门,进入神舟十二号,换上舱内压力服。

二是打包固定。乘组人员变身打包员,对返回舱物品进行收纳绑缚固定,因为返回时颠簸速度变化冲击很大,如果绑缚得不符合要求,不仅会损毁,还可能对飞行任务造成难以预料的干扰。航天员的返程行李,科学实验样品,包括采集的尿液、唾液等样本,都要带回地面进行分析。

三是身体条件准备。加强身体锻炼,练好肌肉、骨骼和心肺,为返回和着陆再适应做准备。

为什么选择在东风着陆场着陆

值得注意的是,此次神舟十二号航天员是首次从空间站返回地面。

中国航天专家庞之浩告诉记者,在返回舱着陆过程中,着陆场系统将发挥重要作用。选择着陆场涉及许多技术和社会问题,因为选择着陆场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,还与我国经度纬度覆盖范围、大陆的地形地貌地质、气象、交通、陆上着陆海上溅落的搜救能力等密切相关。

根据上述要求,中国神州系列飞船选择内蒙古中部四子王旗地区作为主着陆场。再考虑到气象相关性小、地势平坦开阔、返回机会多、测控设备可充分利用等因素,距离主着陆场1000公里的酒泉卫星发射中心东南部地区为副着陆场,即东风着陆场。

中国航天科工集团二院研究员杨宇光告诉记者,长期驻留航天员的空间站一般的飞行高度只有四五百公里,有的可能会更低。当空间站的轨道高度过低时,大气密度相对会比较大,空间站的轨道衰减较大。因此长期在轨的空间站,需要定期进行抬高轨道。此次3名航天员在太空站待了90天之久,此时空间站的高度难以确定。这样一来,神舟十二号飞船对于着陆场要求就比较高。与四子王旗着陆场相比,东风着陆场面积更大,地面人口稀疏,更利于飞船安全降落,神舟十二号选择了能满足更高要求的东风着陆场着陆。

酒泉地区属温带干旱荒漠气候,少雨而多风。由于东风着陆场位于沙漠和戈壁上,也有山地等高凸或坑洼的地形,所以搜索救援难度比以前高。

记者了解到,为了圆满完成返回舱搜索、迎接航天员凯旋,着陆场系统作了全面细致的准备。

载人航天工程着陆场系统副总设计师卞韩城介绍称,东风着陆场搜索区域达几万平方公里,有戈壁、沙漠、山地、盐碱地、梭梭林地、湿地、水域等七种典型地形地貌。如果遇上风、雨、雪、沙尘暴会更加困难。如果搜索时间延误到晚上,就会难上加难。

为此,着陆场系统综合考虑了地形地貌、各类天气、昼夜不同时段等因素,预设了六大类三十余项极端情况,并构建搜救战法与应急预案,确保任务准备无死角,任何情况都能应对。

据了解,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。在返回着陆的最初几个小时,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,着陆场系统已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。

回来后还要被隔离吗

航天员返回地球刚落地时,航天医学专家会对航天员做医学监督和医学保障,结合航天员在轨期间采集的尿液、唾液等样品开展。

航天员返回后感受最明显的就是长期失重环境带来的不适应,航天员中心更有针对性地为航天员准备了恢复计划。

身体恢复分为医学隔离期、医学疗養期和恢复疗养期3个阶段。

第一阶段:医学隔离期。大概三周到四周,参照三级隔离制度,航天员与外界基本隔绝。航天员会得到充分的休息和膳食营养,然后才能适度地活动一些上肢促进体液的再分布,改善心血管调节功能,并进行相关的理疗保健和身心调养。航天员需再适应地球重力环境,提高心血管系统和支持运动器官功能,提高立位耐力,消除飞行后疲劳。航天员还会接受按摩或一些渐进式的运动等方式以恢复身心状态。

第二阶段:医学疗养期。这个阶段将维持大约20天至30天。航天员将入住天气好、空气好的疗养院,在继续恢复健康的同时逐渐增加活动量。

第三阶段:恢复疗养期。这个阶段约3个月左右。航天员各项生理参数将被恢复到飞行前的状态。如果3个月后航天员身体情况良好,就要开始正常的日常训练。

神舟十二号刚返回,天舟3号已接力续航。根据载人航天工程办公室的消息,天舟3号已经整装待发,近日将择机发射。之后,预计10月份,将发射神舟十三号,届时3名航天员计划将在轨驻留6个月。高密度的发射任务让太空也变得忙碌起来。

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航天员重返地球风险高

神舟十二号的三名航天员从太空出发,重返地球家园,这个过程大致是怎样的?杨宇光在接受记者专访时表示,重返地球是一个高风险过程。

航天器以7.8公里每秒的速度环绕地球运行,而空间轨道运动的特点是,如果航天器原来是在一个圆轨道上运行,只需把速度稍降一点点,就会进入一个椭圆轨道,这个椭圆轨道离地球最近的点是近地点。当速度降到一定程度后,这个近地点就能低到大气层内了,随后利用大气阻力减速。

飞船和地心连线与地面的交点被称为星下点,而飞船运行和地球自转使得星下点在地球表面移动,形成星下点轨迹。当轨迹运行到非洲南端附近时,地面会向飞船下发制动指令,减速后进入近地点降低后的椭圆轨道运行。大约在经过巴基斯坦卡拉奇上空时,飞船接触大气层并开始气动加热,随后经过我国新疆入境。在飞行高度达到10公里左右时,飞船打开降落伞,速度进一步降低,并抛掉它下面的防热大底。大约离地面还有一米高时,飞船里的几个小固体火箭发动机进一步反推减速,让航天员以一个舒服的速度着陆。

返回过程复杂,任何环节都不能出错。首先,飞船与大气剧烈摩擦产生极大热量,因此飞船具有气动外形,下面有一个防热大底,承受上千度的高温,防止热量传到航天器内部,这是返回过程中影响飞船安全性的一个关键问题。第二,降落伞必须能够正常工作,这也是神舟飞船设计了主、备两套伞的原因。降落伞在人类航天历史上出过问题,上世纪60年代,苏联“联盟一号”就发生了降落伞缠绕问题,没有打开,返回舱以极快的速度撞击到地面后立刻上升,教训惨痛。此外,还有座椅抬升缓冲、维持舱内气压等一系列操作,共同保证航天员安全着陆。

(综合《环球时报》 《南方周末》、新华网等)

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