任昕宇 武文佳 科技日报记者 付毅飞
2022年12月4日20时09分，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲乘坐神舟十四号载人飞船返回舱，在东风着陆场成功着陆。
(资料图)
神舟系列飞船是航天员实现天地往返的“生命之舟”，由中国航天科技集团五院抓总研制。记者从五院了解到，本次回收任务延续了神舟十二号载人飞船返回以来的技术状态，同时对整体管理与流程进行了优化。尤其是针对低温、夜晚两大挑战，五院神舟十四号载人飞船回收试验队作了周密准备。
返回舱怎样回收
据五院载人飞船回收试验队总体技术负责人彭华康介绍，此次神舟十四号乘组返回是中国空间站“T”字基本构型建成后的首次返回，是6名航天员“太空会师”后的首次返回，也是在东风着陆场的首次冬季夜间返回。
神舟十四号载人飞船返回舱落地后，回收试验队首先对舱体进行状态检查，确认舱外危险源处于可控状态，确认无误后才能将舱门打开。之后，试验队对舱内状态进行检查，同时将伽马源防护盖盖上，避免现场人员受到射线辐射危害。
完成以上工作，航天员才能出舱。
航天员出舱后，回收试验队需要对返回舱进行处置。
首先将舱内的伽马源及时取出、封存；接着进行载荷交接，包括科学实验样品、航天员个人物品等；再将舱内火工品插上短路保护插头，防止火工品意外点燃；最后将舱内电源断电。此外，试验队还要完成航天员座椅缓冲效果检查、返回舱信标信号准确度确认等工作。
接下来，试验队关闭返回舱舱门，将其装车并运回指定地点。由于本次任务是在夜间，从返回舱掉落的散落物不易被发现，只能后续通过搜索寻回。至此，神舟十四号载人飞船返回舱的处置（回收）工作基本完成。
如何应对寒夜挑战
神舟十二号飞船返回时是9月，神舟十三号是4月中旬返回，而本次返回任务是在冬季夜间。
“以前都是在十几度的常温下工作，而这次在零下20摄氏度开展工作，地面上所有的工具设备能否正常使用是一个问题。”彭华康说。
夜间则带来了行驶安全与光明照明不足的问题。对于车辆与直升机驾驶来说，夜间的戈壁滩十分危险。试验队员在处置返回舱时，照明不足则会影响工作效率。
自11月初起，回收试验队就已经进场开展准备工作，在低温环境下参与了多次全系统演练。全系统演练是指全员参与并按照实战化要求，模拟返回当天的时间、地点、方案以及过程。同时，回收试验队还开展了多次安全培训，围绕返回过程故障、着陆环境异常、处置工序故障三大类故障模式，准备了20多种处置预案，并针对重点环节进行多次单项演练。
“对于我们来说，航天员的安全是最重要的。看到他们平安落地、顺利出舱，我们很有成就感。”彭华康说。
神舟十四号载人飞行任务是我国组织实施的第九次载人航天飞行。神舟十四号航天员乘组在轨工作生活6个月，在地面支持下圆满完成了三次出舱活动，一次太空授课活动，开展了多项科学试验与应用项目，见证了中国空间站“T”字构型基本建成的“高光时刻”。本次返回任务顺利完成，为神舟十四号载人飞行任务画上了圆满的句号。
神舟十四号飞船的回家之路
神舟十四号载人飞船返回舱成功返回地面之前，将经历分离、制动、再入、减速、着陆缓冲五个阶段。
·分离与制动阶段
此次返回仍然采用 “快速返回方案”，即：神舟十四号在与空间站组合体分离后绕飞5圈就开始返回地面；之后，位于前段的轨道舱与中段的返回舱分离；返回舱、推进舱两舱组合体再通过制动变轨，使舱体从近400公里的圆形轨道变成近地点低于100公里的椭圆轨道；随后，推进舱和返回舱分离，返回舱以精确计算的再入角度进入地球大气，推进舱在穿越大气层时烧毁。
·再入阶段
神舟十四号返回舱的外形像一个上窄下宽的大钟，再入之前，舱上自带的发动机会将返回舱调整为大底朝前的配平状态，以升力控制的方式再入。再入的过程中，返回舱和大气层空气剧烈摩擦，形成包裹住返回舱的等离子区，造成地面与舱体之间信号中断，这段时间被称为“黑障区”，在这个过程中，地面无法通过任何遥控方式对飞船进行控制，依靠飞行器全自动处理。
·减速阶段
在距离地面40公里左右时，飞船已基本脱离“黑障区”。返回舱上安装了静压高度控制器，通过测量大气压力来判断所处高度，当返回舱距离地面10公里左右时，静压高度控制器会给出一个信号，引导伞、减速伞和主伞相继打开。三个伞的面积从几平方米增大到几十平方米再到一千多平方米，通过这样逐级开伞的方式以减小过载，保护航天员。另外，为防止减速伞和主伞张开瞬间承受的力太大，在开伞时会处于收口即半打开状态，工作几秒后再完全打开。同时，为了保证航天员的生命安全，提高回收着陆系统工作的可靠性和安全性，返回舱上还配置了备份降落伞。飞船一旦检测到故障，就会按照预定程序切换到备份降落伞工作状态。
·着陆缓冲阶段
防热大底是飞船进入大气层后的“铠甲”，等主伞完全打开后不久，返回舱就会抛掉这身“铠甲”，伽马高度控制装置开始工作，通过发射伽马射线，实时测量距地高度。当返回舱降至距离地面1米高度时，底部的伽马源发出点火信号，舱上的4台反推发动机点火，产生一个向上的冲力，使返回舱的落地速度进一步降至3米/秒。同时，安装缓冲装置的航天员座椅会在着陆前开始抬升，使冲击的能量被缓冲吸收，充分保证航天员落地的舒适性，体现了飞船设计“以人为本”的理念。
返回舱安全着陆后，为保证地面搜救系统及时搜索到返回舱，除布设一定数量的雷达，跟踪测量返回舱轨道并预报落点位置外，返回舱上还安装了自主标位设备，告诉搜救人员“我在这里”。
整个返回过程的顺利进行，离不开航天科技集团五院各个分系统的参与。GNC（制导导航与控制）分系统负责飞船在制动和进入大气层阶段的姿态控制；热控分系统、结构与机构分系统的舱外表面防热材料、防热涂层以及缓冲装置全程保障航天员的生命安全；回收着陆分系统通过降落伞精准制动，在着陆缓冲发动机的帮助下稳稳落地；测控分系统、数管分系统、总体电路分系统则扮演了“天地传音”和“智能网络”的角色，提供能源、收集整理数据和传递信号，确保全程零差错。
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