快穩準！神舟如何創造了第十三次奇跡

北京時間2022年4月16日9時56分，神舟十三號載人飛船在東風著陸場著陸，經過現場醫監醫保人員確認，航天員翟志剛、王亞平、葉光富身體狀態良好，出差太空183天的“感覺良好”乘組平安回家，不僅意味著神舟十三號任務圓滿結束，還標志著中國空間站關鍵技術驗證階段圓滿收官。

自神舟十三號載人飛船于2021年10月16日發射入軌后，三名航天員歷經入住天宮、太空漫步、天宮課堂、天宮畫展、太空跨年、云鬧元宵的神奇體驗，在軌的183天里，神舟十三號飛行乘組先后進行了2次出艙活動，開展了手控遙操作交會對接、機械臂輔助艙段轉位等多項科學技術實（試）驗，驗證了航天員長期駐留保障、再生生保、空間物資補給、出艙活動、艙外操作、在軌維修等關鍵技術，同時，他們也創下多個“首次”：首次太空跨年、首位進行出艙活動的女航天員、首次在軌通過遙操作完成貨運飛船與空間站對接、首次實施徑向交會對接、創造了中國航天員連續在軌飛行時間的最長紀錄……

那么，神舟十三號快速返回的技術難點有哪些？此次飛行任務的創新點及科研價值有哪些？如何確?？盏貐f同快穩準？

回家的路有多難

中國航天科技集團五院載人飛船系統項目技術副經理邵立民在接受媒體采訪時指出，神舟十三號返回地球要依次經過五個關鍵飛行事件及環節，分別是分離撤離：航天員上“神舟”飛船，與空間站組合體分離；制動離軌：飛船通過調姿、制動、減速，從原飛行軌道進入返回軌道；慣性滑行：等待再入時機，飛船推進艙和返回艙分離；再入大氣層：返回艙穿越黑障、經歷考驗；著陸：開傘、反推、落地。而且每個環節都要面臨嚴酷空間環境和軌道條件的考驗。

神舟十三號返回過程的難點可以歸納為對速度、溫度和精度的嚴格控制。首先，飛船在軌道上運行的速度大約為每秒7.8千米，接近第一宇宙速度，為了確保航天員安全，必須對返回地球后的最終著陸速度進行控制。其次，返回艙進入大氣層后，與空氣發生劇烈摩擦，艙體表面局部溫度可達上千攝氏度。為確保艙內溫度適宜，就要依靠防熱結構對艙內進行保護。最后，為使返回艙著陸在指定區域，必須控制飛船著陸點的精度。比如返回軌道維持，調整飛船的軌道平面，通過制動的速度增量和發動機開機時刻，確保再入角和返回航程，巧妙利用空氣動力產生的升力，進行航向和橫向運動的控制，精準調整預定的著落點，最終平安返回。

第十三次飛天的創新

作為空間站關鍵技術驗證階段發射的第二艘載人飛船，神舟十三號實現了多項技術突破。

一是神舟十三號首次驗證徑向交會對接技術，與空間站核心艙徑向對接口實施了徑向交會對接。

二是?？匡w行時間增加到6個月，是我國迄今為止時間最長的一次載人飛行，神舟十三號飛行任務首次考核并驗證了空間站任務航天員長期在軌駐留能力。

三是為應對在軌?？匡w船可能發生的無法返回故障，空間站任務階段首次建立了應急救援任務模式，神舟十三號載人飛船首次執行了應急救援發射待命任務。

四是首次實施快速返回流程。為進一步提高返回任務執行效率，以及提高航天員返回舒適度，通過對飛行任務事件進行合理裁剪和調整、壓縮操作時間，將返回所需時間由以往的11個飛行圈次（約16.5小時）壓縮至5個飛行圈次（約7.5小時）。

不僅僅是上九天攬月

談及神舟十三號航天員乘組將帶回哪些東西，邵立民說，帶回的“土特產”包括航天員的在軌記錄、他們拍攝的視頻照片、實驗樣品、一些空間站的設備等，“我們目前還處于關鍵技術驗證階段，有些情況跟預期不一樣，所以需要航天員帶回地面進行分析?！?/p>

中科院空間應用中心研究員張偉曾在接受本刊記者采訪時說過，整個空間站的建造就是為了開展大量的科學實驗，包括技術實驗和應用研究，所以說它本身的價值就非常大。我們不僅進行空間生命科學研究和人體科學研究，開展微重力物理科學研究，還可以開展空間天文和地球的觀測，接下來計劃發射一個空間巡天望遠鏡，開展長期的天文觀測，當然還有一些新技術的驗證，要在大概十年的運營時間里開展1000多項科學研究，產出的成果會給我們生活帶來很多有益的影響，比如說在生命科學方面，我們要做蛋白質結晶來遏制或抵抗骨質疏松、肌肉萎縮，此外還有疫苗開發、生物制藥、新的醫療手段開發等。

事實上，依托中國空間站和神舟十三號，我國首次建立了空間條件下細胞的長期培養體系和細胞模型。利用這樣的體系和培養模型，科研工作者已完成了幾項國際領先的生命科學實驗，比如，已完成國際上首次皮膚干細胞長期失重條件下的懸浮培養實驗等。

快穩準的超級功夫

中國載人航天工程副總設計師楊利偉在央視新聞直播間說，相對于神舟五號載人飛船而言，神舟十三號載人飛船的綜合技術條件得到了大大改善，而且返回地面以及出艙后的保障措施越來越人性化、智能化，此次返回艙是神六后首次直立著陸，返回落地位置精準，全程操控十分精確。

據航天科技集團五院載人飛船系統副總設計師胡軍介紹說，神舟十三號飛船進入黑障區前，北京航天飛行控制中心發出了第二次落點預報，這是飛控中心根據各個站的測控數據，結合飛船返回程序得出的結果。進入空間站階段后，航天員返回時都會有這樣的落點預報。神舟飛船上有一套自主的導航系統，在整個飛行過程中，會實時預報那個落點，憑借北斗導航、星敏感器、慣性測量單元這些組合導航，再加上比較強大的預測制導能力，才能有效控制落點的精準控制。

落點精準控制是飛船制導導航控制分系統，和包括降落傘在內的回收著陸分系統等共同努力的結果?！敖德鋫闶请S風飄動的，那我們就要知道風有多大，測算傘會飄多遠，然后反推過來，確定應該在哪個點開傘，打出提前量，這樣降落的點就會控制得更準確?！焙教炜萍技瘓F五院神舟十三號載人飛船回收著陸分系統主任設計師賈賀說。

要想實現回收任務的快穩準，還需對空地協同聯合搜救能力提出更高要求。神舟十三號搜救回收地面分隊指揮員牛永進說，飛船首次快速返回，加上東風著陸場搜索區域達數萬平方公里，有戈壁、沙漠、鹽堿地、水域等十余種典型地形地貌，搜索難度大、橫跨范圍廣。為應對極具挑戰的快速返回模式，神舟十三號搜救回收地面分隊在6個月前就投入了回收任務的推演和專項訓練?！拔覀儼褨|風著陸場拆分成了核心區、著陸區和大范圍偏差區。在這三個區域里面，我們有專業的搜救力量。此外，搜救回收空中、地面分隊還加裝了一批全新的裝備設備，裝備智能化、集成化水平的提升，也為提升空地協同聯合搜救工作精準度提供了便利”。

普通人的太空旅行體驗還會遠嗎?

中國載人航天工程航天員系統總設計師、中國航天員科研訓練中心研究員黃偉芬在接受央視記者采訪時說，伴隨著飛控中心響起“神舟十三 圓圓滿滿”的歡呼聲，她那顆懸著的心終于落了地。她表示，2022年是空間站建造決戰決勝之年，也是中國載人航天工程立項實施30周年，年內載人航天空間站工程還將完成6次重大任務，包括發射2個空間站實驗艙、2艘載人飛船、2艘貨運飛船，再將6名航天員送入中國空間站，以及在軌交會對接、出艙活動和飛船返回任務，目前新的乘務組成員身體狀況和訓練狀態都一切正常，今年我國將全面建成空間站。

有業內人士分析說，依據本次航天員“感覺良好”的出艙畫面，釋放出的信號就是，雖然當前太空旅行還無法實現，但是在未來，除了在電影中圍觀宇宙的浪漫，或許普通人的太空旅行體驗已經不遠了。

責編丨柯欣