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14人次的航天员从四子王旗踏上回家第一步

新京报 2020-12-17 10:05:39
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原标题:嫦娥五号返回,四子王旗着陆场首迎外星来客

14人次的航天员从四子王旗踏上回家第一步

嫦娥五号轨道器和返回器组合体经过两次月地转移入射和三次轨道修正,回到地球附近。图/国家航天局

新京报讯(记者倪伟)据国家航天局消息,12月17日凌晨,经过23天奔月之旅的嫦娥五号返回器,将重返地球,在内蒙古四子王旗着陆场降落。返回器内,装载着人类44年来首次采回的2千克月球样本。

这样的场面,四子王旗已经非常熟悉。我国11次神舟飞船返回舱都在此着陆,14人次的航天员从四子王旗踏上回家第一步。

位于内蒙古中部阿木古郎草原腹地的四子王旗,人烟罕至,覆盖着茫茫草原和白雪,因为航天器返回“母港”的身份而闻名于世。神舟与嫦娥回家,为何选在了这片陆地?

嫦娥五号着陆区为神舟返回舱16倍

为了迎接嫦娥五号返回器,四子王旗提前多天就在等待。

据报道,嫦娥五号返回前,搜救回收大队在冰雪的夜间进行了近30次着陆区地形勘察,开展了3次夜间搜索回收专项训练、1次积雪暗夜极寒条件搜索回收演练、3次全系统综合演练。

“在历次神舟飞船返回任务中,四子王旗着陆场系统都表现得很好,可以说是经验丰富。”航天技术专家、空气动力学家黄志澄说。

不过,与神舟飞船返回舱相比,嫦娥五号返回器体积只有其约1/7,着陆面积却是其16倍。在冰天雪地的夜间寻找如此小的目标,难度比飞船返回舱回收更高。

返回地球的航天器,包括载人飞船返回舱、无人采样返回器、返回式卫星,以及近年来越来越多的可重复使用火箭。

航天器返回的着陆场设在何处,各国有不同选择,主要取决于地域和技术条件。

美国有广阔的领海,发射场也都在沿海地带,因此以海上着陆为主。不仅航天员总是乘坐返回舱溅落在海上,近年来SpaceX的可重复火箭返回,也越来越多落在海上平台。

而俄罗斯与中国都选择了陆上着陆场,俄罗斯的着陆场在拜科努尔发射场东北的哈萨克斯坦草原上,中国的主着陆场位于内蒙古的四子王旗。

从神舟一号开始,20余年间,四子王旗已经成功回收过11个神舟飞船的返回舱,迎接了14人次航天员回到地球。其间,还回收了探月三期试验器、返回式卫星等航天器,可谓身经百战。

黄志澄说,为了迎接航天器返回,需要一系列指挥、测控、跟踪等设施,以及搜寻队伍的支持,四子王旗着陆场已经有了成熟的队伍和技术。此次嫦娥五号返回,就用上了这一套系统。

14人次的航天员从四子王旗踏上回家第一步

2014年11月1日,探月三期再入返回飞行试验返回器在内蒙古四子王旗预定区域着陆,这次试验为嫦娥五号验证了返回技术。图/国家航天局官网

主着陆场为何选中四子王旗?

海上与陆上着陆各有优势,海上着陆对陆地人口、建筑、生态威胁较小,海面也能缓冲返回舱着陆的冲击力。

黄志澄曾参与中国载人航天工程的研究论证,他向新京报记者回忆,早年中国做载人航天论证时,曾考虑过海上着陆方案,但由于当时中国海上搜救力量不足,最终放弃。

对陆上着陆场的要求,不仅是空旷而已,还需要一些必备条件。黄志澄介绍,航天器返回的时候,有自己的固定路线。而且一般来说,返回舱的机动能力有限,自主“变道”的空间较小。因此,返回场应该尽量选在航天器轨道的下方,内蒙古就是返回舱、返回器轨道经过的地方。

航天器返回有一定的危险性,着陆区域一般要地势比较开阔、人口较少、建筑物密度小,不至于发生危险。四子王旗的地表足够坚硬,没有大的河流,能保证航天器不会陷入泥中或掉进水里。另外,四子王旗还有气候上的优势,常年干燥少雨,晴天较多,气候稳定。

“还有一点也很重要,就是四子王旗与酒泉卫星发射中心相对来说不是太远,如果未来航天器可以重复利用,拉回到发射中心也会比较方便。”黄志澄说。

我国着陆场系统首任总设计师曾透露,在主着陆场遴选的早期,根据飞船轨道倾角,河南开封至驻马店以东长约200公里、宽约100公里的区域曾被青睐。但后来综合考虑回收伞型调整和房屋、树木等因素,根据1993年到1996年间在内蒙古草原综合考察结果,主着陆场最终花落四子王旗。

中国航天器着陆场不止四子王旗

中国的航天器着陆场,并不只有一个四子王旗。

今年5月8日中午,我国新一代载人飞船试验船返回舱回家,着陆在东风着陆场。据媒体报道,该着陆场位于巴丹吉林沙漠。较之四子王旗,这里距离酒泉卫星发射中心还要近得多。

这艘试验船未来将是神舟飞船升级版,单艘可以搭乘6~7人,比神舟飞船3人承载量提升一倍。据媒体报道,东风着陆场相关部门负责人介绍,试验舱的成功回收,检验了着陆场各系统的搜索回收能力,为执行我国空间站建设阶段的航天员搜救任务,打下了坚实基础。

这意味着,我国空间站建设阶段航天员的返回,或将在东风着陆场。根据官方消息,我国将在2022年前后建成空间站。

我国载人航天系统中,还设立了陆上和海上应急救生区,以应对发射中临时救生的需求。陆上应急救生区从发射场到江苏连云港海滨一线,海上的3个救生区,位于黄海和东海海面,一岛链和二岛链之间的太平洋洋面,以及马里亚纳群岛以东、关岛以北的太平洋洋面。

四川也曾有一个航天器回收地,我国以前返回式卫星大多在四川遂宁着陆。

早期,卫星拍摄的底片需要带回地球,经过冲洗才能使用。现在卫星数据可以实时传输到地面,返回式卫星数量因此大大减少,少量返回式卫星主要作为回收实验品的空间试验室。

遂宁从上世纪七十年代就成为返回式卫星回收地,因为卫星轨道经过遂宁附近的上空,是卫星返回的必经之地。当地是盆地的浅丘地带,农村人口分散居住,发生事故的几率也很小。

不过,毕竟位于人口较为稠密的四川,返回式卫星着陆地难以彻底避开人烟,偶尔会降落在村民的农田里。2004年的一颗返回式卫星,甚至降落在遂宁市大英县城区的一座三层楼顶,砸坏了屋顶,引发全城关注,所幸无人伤亡。

2016年,我国时隔十年再次发射返回式卫星——“实践-10”科学实验卫星,这颗卫星降落在四子王旗。卫星研制方航天科技集团五院当时介绍,主要是由于遂宁山区人员密度增大,新建房屋林立,为保护当地百姓的人身和财产安全,同时也为了卫星搜寻回收,于是放弃了遂宁,选择回收条件比较成熟的四子王旗。

14人次的航天员从四子王旗踏上回家第一步

2016年11月,航天回收队员在四子王旗为神舟十一号返回进行演练,远处为参与搜寻的直升机。图/航天科技集团官网

从探空火箭到嫦娥,中国航天器回收往事

航天科技集团五院508所航天器返回技术专家黄伟曾撰文介绍,中国航天器回收的首次尝试,是1960年4月17日,T7M-003探空火箭乘降落伞降落在东海之滨,取得我国航天器回收着陆首次成功。1966年发射的两枚T-7A火箭,还实现了小狗上天的回收着陆。

其后是返回式卫星的回收。1976年12月10日,508所首次回收科学实验卫星回收舱,使我国成为第三个实现卫星回收的国家。截至目前,我国完成了7个型号返回式卫星回收,共计25次发射飞行试验,从未失手。

载人飞船返回舱的回收,从20世纪70年代后期曙光一号飞船的酝酿,到80年代“天地往返运输系统”的论证,再到1992年立项的神舟飞船回收着陆系统,逐渐走进现实。

除了神舟返回舱的回收,2014年,四子王旗还迎来了特殊的归人——探月三期飞行试验器,这也是嫦娥五号的先行者。试验器在绕月飞行后,以接近第二宇宙速度进入大气层,采用特殊的半弹道跳跃的方式再入返回。至此,我国航天器回收技术达到了满足深空探测返回的水平。

6年以后的今天,随着从月面起飞的嫦娥五号返回器缓缓着陆,四子王旗迎来首个真正的外星来客。

新京报记者倪伟

编辑陈思校对危卓

责任编辑:卢书敏 CN069
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