7月4日,在北京航天飞行控制中心大屏拍摄的神舟十二号航天员首次出舱工作画面 新华社记者 金立旺 摄
6月17日,在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十二号乘组工作画面 新华社记者 金立旺 摄
九月三日下午,神舟十二号乘组与香港科技工作者、教师和大中学生进行天地连线互动 新华社记者 吕小炜 摄
7月30日,神舟十二号乘组在轨拍摄作品——北非大陆上万家灯火,宇宙中的繁星与地球上的灯光交相辉映(汤洪波 摄)
本报记者 郜阳 叶薇
在太空“出差”的三位英雄航天员,今天终于启程回家啦!
不知不觉中,他们已经在太空“出差”三个月了。截至昨天,神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90天,刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。从遥远太空传回来的画面里,我们感受到了他们在中国人自己的空间站生活得惬意和美好。
“期待英雄凯旋”“记得提前打包好行李,别遗漏了贵重物品”“在太空过七夕,回地球过中秋”“你们哥仨馋月饼很久了吧”……中秋佳节将至,三名航天英雄的回家之路备受关注,网友们纷纷表达了对他们的祝福。
欢迎归来,中秋快乐!
开“吃播”有“烟火气”
太空生活超精彩
这次太空“出差”,三人在太空为党送上百年华诞的生日祝福,繁忙工作之余看了奥运会,还为中小学生们上了“开学第一课”。大家都说,中国空间站里的“烟火气”,似乎让天地间的距离都拉近了不少。
为了让“太空三人组”得到充分的休息,我国空间站执行天地同步作息的制度——地面与空间站上航天员工作时间一致,每天8小时,每周休一天,而且不用值夜班。
每天早上6时多,航天员起床洗漱并准备早餐,7时30分用餐,8时地面飞行控制工作人员抵达工作岗位,航天员开始与地面沟通任务计划并开始一天的紧张工作。中午12时后是午餐时间以及午间休息,晚上8时左右是第二次汇报,主要工作是向地面报告一天的工作完成情况,以及对第二天工作计划的调整建议。因为空间站内有新型声光电报警系统,遇到有异常情况就会及时报警,所以航天员不用每晚轮流“值夜班”。
每周日和睡前一小时,都是航天员自由支配的时间。周末,他们会集体打扫一下空间站的卫生,其他闲暇时光,可以听音乐、玩游戏、看视频,也可以和家人、朋友、同事通电话。
“出差”中,聂海胜、刘伯明、汤洪波还解锁了不少新技能——
“吃播”:鱼香肉丝、宫保鸡丁、黑椒牛柳、香辣羊肉、椒麻鹅、酸辣笋、麻辣豆干等120多种航天“招牌菜”。食谱按照航天员喜好定制,你羡慕了吗?
老师:在“开学第一课”中,刘伯明带同学们漫游空间站,展示太空厨房、热风装置、微波加热装置、饮水系统、冰箱等设施;聂海胜领衔“太空体育课”,3位航天员带领孩子们天地共打“巡天太极”;汤洪波准备了“用筷子喝茶”和“种太空红薯”两个科学实验。
医生:除了每天一次的医学询问通话,航天员自己也可以熟练操作核心舱内的十几件医疗设备,互相做采血、化验、超声等常规医学检查。
要整理要丢垃圾
回家之前“再等等”
月满人和,对于已经在太空里生活了三个月的三名航天员来说,他们一定也很想家,很期待和家人团圆。不过,在太空里不能说走就走,好比在地面上出门旅行前,除了收拾物品,还要关好门窗、检查水电、归置物品。太空事情就更多了——要把这个“家”拾掇干净,为下一批航天员的到来做好准备。
“神舟十二号已经完成在轨驻留三个月的任务,即将返回载人飞船。在此,神舟十二号飞行乘组衷心感谢工程全线的日夜坚守和支持,向你们表示崇高的敬意。”聂海胜说。昨天早晨6时多,航天员关闭连接天和核心舱与神舟十二号的双向承压舱门,正式撤离中国空间站。
进驻“神十二”之后,三人的第一件事,是换上出征时穿过的舱内压力服。此时,神舟十二号与天和核心舱分离,“神十二”组合体开始进行绕飞试验。这一阶段,天和核心舱与神舟飞船都是自主控制,但为了安全考虑,航天员也随时处于待命状态——一旦出现异常,则由航天员接手进行手动控制。绕飞实验动作复杂,持续时间也较长,为了安全考虑,航天员要在这期间一直身着压力服,直到任务安全结束。
之后,三人再次换上工作服,开始返回前的准备,简单说,就是整理房间和锻炼身体。离开空间站之前,需要完成舱内环境整理,航天员进入核心舱以后搬了很多生活和实验用品,回地球前要把物品挪回原位,部分物品还要绑在空间站内壁上,防止漂浮滑落;整理好数据,航天员在中国空间站期间做了很多实验,这些具有很高科研价值的成果都要整理下传带回地面;保养舱外服,做好干燥、储存,供后续航天员使用;处理好垃圾,做好垃圾整理分类后,交给天舟二号货运飞船。
等待“回家”的期间,航天员还得抓紧锻炼身体,为返回地球做一些适应性的调整。航天员长期在太空的微重力环境下生活,肌肉和骨骼不再受到重力刺激,肌肉会不断萎缩,骨钙也会丢失,因此必须坚持锻炼身体,保证肌肉骨骼的健康。
这段时间,是神舟十二号载人飞船绕地运行相对平稳的一段时间。三人忙碌之后在神舟十二号上进入梦乡,静待今天开展返回任务。
起床后,航天员再换上压力服,进行返回前的一些设置。设置到位,进行束缚,航天员便不再移动,只通过通话与地面沟通,回家旅程正式开启!
为“十三号”打前站
“径向交会”先验证
神舟十二号飞船与空间站天和核心舱分离之后,并不是直接返回地球,而是先要承担一项特殊的任务,就是要从空间站组合体的前向绕飞到核心舱下方,也就是径向,之后从下往上与核心舱开展首次“径向交会”试验。
昨天13时38分,神舟十二号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。
也就是说,这次交会试验,目的就是为了在神舟十二号返回地球前,验证“径向交会”的关键技术,因为未来将要发射的神舟十三号飞船就将与核心舱径向对接口实现交会对接。这项技术的难度非常大,到目前为止也没有在太空当中验证过,所以神舟十二号在回家之前要先到这个节点舱的径向对接口的下方来试一试,看看这个控制系统是不是能够正常工作。
此前,我国在太空进行的航天器交会对接,都是在水平方向,此时两个航天器保持在一条直线上,因此只要控制好相对速度就可以实现交会对接。而此次“径向交会”,神舟十二号要从核心舱的下方向上交会,难度有很大的提升。
在径向交会时,神舟十二号要不断调整姿态,既要使飞船姿态保持稳定,还得与核心舱对接口对得准。专家介绍,整个对接过程是高动态的,神舟飞船具有强大的自动控制系统,能实时捕捉核心舱的位置,并且实时控制。
飞船最终会停留在节点舱的径向对接口的正下方19米处,保持大概90秒,观察整个的敏感器和控制系统的性能之后就撤离。只交会不对接,因为这只是一次验证,真正的交会对接要等到神舟十三号来完成。
专家介绍,这种设计主要是神舟飞船为今后航天员访问空间站而安排的。因为将来要进行航天员乘组的轮换,就会同时有两艘飞船对接到空间站,轮换时就需要对接这种方式。
四阶段环环相扣
返回着陆多“首次”
全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩表示,飞船返回地面,要由飞船系统、航天员系统和着陆场系统等共同完成,技术较为复杂。此次神舟十二号航天员是首次从空间站返回地面,载人的返回舱首次在东风着陆场着陆,与以往相较更有些不同的特点。
“飞船返回地面是飞船脱离原来的飞行轨道,沿一条下降的轨道再入地球大气层,通过与空气摩擦减速,安全降落到地面上的过程。”庞之浩说,其返回包括了四个阶段——
第一阶段是制动减速阶段。要使飞船返回地面,必须降低飞船的飞行速度,改变飞行方向,使其脱离原来的飞行轨道,进入下降飞行的轨道。
第二阶段是自由滑行阶段。返回舱与推进舱组合体离开原来的运行轨道后,就以无动力飞行状态自由下降。当返回舱与推进舱组合体高度降至距离地面140千米时,推进舱和返回舱分离,推进舱在进入大气层时烧毁,返回舱继续下降,并消除由于两舱分离时产生的返回舱姿态分离干扰,建立正确的再入姿态角,准备再入大气层。这是非常重要的一个角度,如果角度太小,飞船将从大气层边缘抛出地球,再也不能返回,如果角度过大,飞船速度过快,飞船将被烧毁。
第三阶段是再入大气层阶段。返回舱在距离地面100千米时开始再入大气层。返回舱以7.9千米/秒的速度再入大气层时,会与大气产生剧烈摩擦,使返回舱变成火球,周围产生的等离子气体层,屏蔽了电磁波,这时返回舱表面和大气层摩擦形成“黑障”,使返回舱暂时与地面失去联系,直到距离地球约40千米处时黑障消失,返回舱与地面的联系又恢复了。
值得一提的是,在返回舱再入大气层时,航天员是坐在“倒座”上,即航天员乘坐的座椅方向是与飞船的飞行方向相反的。这是因为返回舱在再入过程中一直处于“刹车”减速状态,采用“倒座”可以使航天员的头部和上身紧压在带有赋形减震坐垫的座椅靠背上,这样航天员便于承受较大的过载。
第四阶段是回收着陆阶段。在距地面约10千米时回收着陆系统开始工作。它先打开伞舱盖,然后依次拉开引导伞、减速伞、牵顶伞和主降落伞。其中减速伞可把返回舱的速度从200米/秒减至60-70米/秒,主降落伞可把返回舱的速度由70米/秒减至5-6米/秒。另外,返回舱降到一定高度(距地面约5.5千米)还要抛掉返回舱的防热大底,以便露出返回舱底部的反推发动机。在距地面1米左右时,4台反推发动机点火,使返回舱以大约3米/秒的速度软着陆,从而保证航天员着陆时的安全。
备用场首次转正
航天英雄“东风”见
东风着陆场,在神舟一号至神舟十一号任务中,一直作为载人飞行任务的备份着陆场。今天,将是东风着陆场首次执行载人飞船返回舱搜索任务。它位于内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗的中南部地区。场区的南部是巴丹吉林沙漠的一条小沙带,东部渐渐进入巴丹吉林沙漠,其理论瞄准点位于载人航天发射场的东南方向。
东风着陆场场区东西平均宽约120千米,南北长约190千米,从中可以选出几块区域作为着陆区。该地区属温带干旱荒漠气候,冬季干冷,夏季炎热,少雨,多风。据悉,由于该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。
在返回舱着陆过程中和着陆后,地面搜救工作举足轻重。我国目前一般采用“空中搜救航天员,地面处置返回舱”的模式,这样可以实现“快速定位、快速到达、安全出舱”。因此,着陆场搜救通常包括空中搜索和地面搜索救援回收两个部分。
据介绍,搜索方式在空间上形成重叠的三个层次:一是远距离搜索发现目标,在返回舱出“黑障”前,用雷达对返回舱进行跟踪测量,预报着陆点位置;二是中距离搜索发现目标,在返回舱出黑障后,利用统一S频段测量设备跟踪测量返回舱至主伞的开伞点,直升机甚高频定向仪接收信标信息并跟踪返回舱至落点;三是近距离搜索发现目标,以着陆点的预报位置为中心,用直升机定向仪和车载高频定向仪搜索寻找返回舱。
为圆满完成这次搜救任务,搜救分队各专业前期扎实推进各项准备工作,完善各类方案预案。他们从今年5月起就开展了岗位基础性训练;7月以来,队员们除了体能、理论等基础训练外,还需要进行无人机操作、直升机索降及抗眩晕训练等30余个课目针对性训练,全面锤炼过硬搜救技能。任务备战阶段,他们还开展了多次演练,提升搜救水平。记者了解到,自搜救力量二次进场以来,通过6次地面专项演练、2次空地协同演练、4次全系统综合演练的充分验证,已构建全面有效的方案预案体系、可靠稳定的装备设备体系和顺畅高效的行动流程体系。
不用担心“行程码”
到家之后先隔离
大家很关心,“太空三人组”回到地球后,行程码会是什么颜色?专家的解答是:行程码是星辰大海的颜色,不过三人都需要进行14天的医学隔离。
聂海胜、刘伯明、汤洪波在太空的工作量大,比较疲劳,立位耐力下降较多,所以着陆后需在舱内用较长时间来适应地面重力环境,然后在工作人员协助下出舱,并且出舱后所有活动全部采取坐姿,以确保航天员安全——这是因为航天员在长期失重环境中生活和工作后,会出现骨质疏松、肌肉萎缩和立位耐力差等问题,如果自己走容易摔倒甚至骨折。
此后,医监医保人员在医监医保直升机内协助航天员脱下航天服,实施卫生清洁,更换内衣;对航天员进行体检,采集样本,收集生理数据;评价航天员的健康状况,给予必要的医监医保处置;送航天员登机并全程陪护。
航天员的身体恢复一般分为医学隔离期、医学疗养期和恢复疗养期三个阶段。其中,医学隔离期约为14天。航天员在航天员公寓内适应地球重力环境,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。
在隔离期内,航天员医生要对航天员实施医学检查,包括临床各科常规检查、立位耐力检查、平衡功能检查、人体成分分析、心血管调节与控制功能、人体功能状态检测等。重要检查项目要进行动态跟踪,实行检查与体质训练、恢复相结合,按照循序渐进的原则逐渐增大负荷。根据临床医学检查、生理功能检查结果,航天员医生要对航天员健康状况进行综合分析和评估,以指导后续的恢复措施。