神舟十九號(hào)載人飛船于 2025 年 4 月 30 日 13 時(shí) 08 分在東風(fēng)著陸場(chǎng)東區(qū)成功著陸,航天員蔡旭哲、宋令東、王浩澤在空間站駐留 183 天,進(jìn)行 3 次出艙活動(dòng),圓滿(mǎn)完成了包括空間站空間碎片防護(hù)裝置安裝在內(nèi)的艙外任務(wù),為我國(guó)空間站能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

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神舟十九號(hào)乘組安全返回(圖片來(lái)源:CCTV)

值得一提的是,神舟十九號(hào)乘組在 2024 年 12 月 17 日的出艙活動(dòng)期間,創(chuàng)造了中國(guó)航天員單次出艙活動(dòng)的時(shí)長(zhǎng)紀(jì)錄,時(shí)間達(dá)到 9 個(gè)小時(shí),成功為空間站安裝碎片防護(hù)裝置,可在一定程度上增強(qiáng)空間站抵御空間碎片撞擊的能力。同時(shí),宋令東成為我國(guó)首位進(jìn)行出艙活動(dòng)的 90 后航天員,而航天員蔡旭哲則是時(shí)隔兩年再度漫步太空,他曾參與神舟十四號(hào)載人飛行任務(wù)。

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神舟十九號(hào)乘組與神舟二十號(hào)乘組合影 (圖片來(lái)源:CCTV)

為何風(fēng)速超過(guò)預(yù)警值

會(huì)影響載人飛船的返回?

神舟十九號(hào)采用“ 5 圈快速返回模式”,具體來(lái)說(shuō),載人飛船在 4 月 30 日凌晨 4 時(shí)脫離空間站,然后開(kāi)始實(shí)施繞地運(yùn)行,在 5 圈的繞行過(guò)程中逐步實(shí)施降低軌道高度、制動(dòng)離軌、自由滑行、再入大氣層等著陸程序。這套返回方案已經(jīng)非常成熟,在之前的多次神舟飛船載人任務(wù)中使用。

但在神舟十九號(hào)按原計(jì)劃返回時(shí),遇到著陸場(chǎng)氣象條件無(wú)法滿(mǎn)足任務(wù)要求的突發(fā)情況,當(dāng)時(shí)陣風(fēng)達(dá)到了 18 米每秒,超過(guò)了載人飛船返回時(shí)風(fēng)速不能大于 15 米每秒的安全值,于是中國(guó)載人航天工程辦公室宣布原定 4 月 29 日的返回推遲進(jìn)行。

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神舟十九號(hào)乘組返回現(xiàn)場(chǎng)(圖片來(lái)源:CCTV)

載人飛船返回地面,對(duì)氣象條件的要求是非常嚴(yán)格的,必須滿(mǎn)足多個(gè)關(guān)鍵條件才能實(shí)施。如果風(fēng)速值超過(guò)安全范圍,就會(huì)對(duì)載人飛船的姿態(tài)控制產(chǎn)生較大的干擾,因?yàn)樯裰埏w船返回過(guò)程中仍然受到升力的控制。風(fēng)速太高不僅影響飛船姿態(tài)控制,還可能影響到對(duì)著陸精度的控制,載人飛船在下降過(guò)程中需要使用降落傘減速,風(fēng)速超過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致返回艙落地后,被降落傘拖拽翻滾的情況出現(xiàn)。

同時(shí),空中搜索分隊(duì)配備了直升機(jī),直升機(jī)的起降也受到風(fēng)速的限制,近地面風(fēng)速太快對(duì)飛行安全的影響是顯而易見(jiàn)的?,F(xiàn)場(chǎng)地面保障分隊(duì)在作業(yè)時(shí),如果風(fēng)速太快,會(huì)導(dǎo)致地面沙塵揚(yáng)起,也無(wú)法正常作業(yè)。綜合多方面因素,在氣象條件不合適的情況下,原定的返回計(jì)劃就需要推遲。

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迎接返回艙的保障團(tuán)隊(duì)(圖片來(lái)源:CCTV)

首次降落東風(fēng)著陸場(chǎng)東區(qū)

東風(fēng)著陸場(chǎng)在早期神舟飛船任務(wù)期間,定位是備用著陸場(chǎng),自神舟十二號(hào)任務(wù)后,升級(jí)為主著陸場(chǎng)。之所以這么安排主要原因之一是因?yàn)樯裰凼?hào)任務(wù)的在軌時(shí)長(zhǎng)從神舟十一號(hào)的一個(gè)月左右,增加到三個(gè)月,后續(xù)的神舟十三號(hào)任務(wù)更是迅速將在軌時(shí)長(zhǎng)提升到半年一個(gè)周期。在軌任務(wù)時(shí)間的延長(zhǎng),意味著地面保障分隊(duì)也需要在著陸場(chǎng)附近延長(zhǎng)待命時(shí)間,以防止出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí),載人飛船緊急從空間站撤離后地面保障無(wú)法及時(shí)跟上的局面。在神舟十一號(hào)之前的載人飛行任務(wù)中,在軌時(shí)長(zhǎng)都不多,在數(shù)天至半個(gè)月不等。

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航天搜救地面分隊(duì)的車(chē)輛(圖片來(lái)源:四川廣播電視臺(tái))

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航天搜救地面分隊(duì)的車(chē)輛(圖片來(lái)源:四川廣播電視臺(tái))

但是隨著空間站進(jìn)入關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段,以及后續(xù)的建造階段、應(yīng)用與發(fā)展階段,就需要航天員在軌駐留的時(shí)間達(dá)到半年。這意味著載人飛船返回保障系統(tǒng)的車(chē)輛、直升機(jī)、人員也需要有一個(gè)對(duì)應(yīng)的、穩(wěn)定的駐地滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間待命的需求。東風(fēng)著陸場(chǎng)就有這樣的優(yōu)勢(shì),其距離酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心更近,可以說(shuō)是背靠發(fā)射中心。如果遇到突發(fā)情況,保障直升機(jī)、車(chē)輛和人員可以快速前往東風(fēng)著陸場(chǎng)。

所以,更靠近酒泉基地的東風(fēng)著陸場(chǎng)西區(qū),就成了之前載人飛船主要著陸的場(chǎng)地。從地理角度看,東風(fēng)著陸場(chǎng)西區(qū)是個(gè)硬戈壁地形,對(duì)保障直升機(jī)降落比較友好,直升機(jī)降落需要找一塊相對(duì)平整的場(chǎng)地,硬戈壁地形顯然比較合適。同時(shí)硬戈壁地形對(duì)地面保障車(chē)輛的行駛,也比較友好。

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迎接返回艙的地面保障團(tuán)隊(duì)(圖片來(lái)源:新華社)

東風(fēng)著陸場(chǎng)的東區(qū),地形比較復(fù)雜,主要地形包括了軟戈壁,梭梭林、鹽堿地、草湖等,地形比西區(qū)更加多樣。所以載人飛船返回時(shí),首選是東風(fēng)著陸場(chǎng)的西區(qū),由于這次氣象條件的影響,神舟十九號(hào)選擇了在東風(fēng)著陸場(chǎng)的東區(qū)著陸,這對(duì)地面保障系統(tǒng)提出了較高的要求。從面積上看,東區(qū)其實(shí)更大一些,載人飛船落在東區(qū)的概率會(huì)更大,但是我們載人飛船返回精度控制極高,過(guò)去幾次任務(wù)都在西區(qū)穩(wěn)穩(wěn)著陸。如果遇到推遲返回的突發(fā)情況,那么大概率會(huì)在東區(qū)著陸。

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直升機(jī)可快速抵達(dá)返回艙降落地點(diǎn)(圖片來(lái)源:CCTV)

安全是航天活動(dòng)的核心

從神舟十九號(hào)載人飛船選擇更穩(wěn)妥、更安全的氣象條件在東風(fēng)著陸場(chǎng)的東區(qū)著陸,可以看出航天活動(dòng)需要堅(jiān)守安全底線(xiàn)。神舟十九號(hào)乘組這次的任務(wù)之一,就是安裝空間站碎片防護(hù)裝置,增強(qiáng)空間站抵御軌道碎片的防護(hù)能力。事實(shí)上,在神舟十八、以及前不久剛發(fā)射入軌的神舟二十號(hào)任務(wù),都設(shè)置了安裝空間站碎片防護(hù)裝置的任務(wù),神舟十七號(hào)任務(wù)則開(kāi)展了空間站艙外試驗(yàn)性維修作業(yè),近幾次載人任務(wù)都突出了以空間站運(yùn)營(yíng)安全為核心的要求。

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長(zhǎng)二 F 火箭發(fā)射(圖片來(lái)源:新華社)

除此之外,我國(guó)目前采用滾動(dòng)備份發(fā)射模式,發(fā)射 1 發(fā)、備份 1 發(fā),如果空間站遇到突發(fā)的險(xiǎn)情,甚至是對(duì)接在空間站上的載人飛船也無(wú)法正常使用,在這種極端情況下,我們?nèi)匀豢梢钥焖俳M織一次載人飛船發(fā)射。目前,還有一枚長(zhǎng)二 F 火箭就在發(fā)射場(chǎng)以豎立的狀態(tài)待命,進(jìn)入應(yīng)急發(fā)射值班狀態(tài)。在需要的時(shí)候,可快速將救援飛船送入軌道,讓航天員安全返回。如果這枚待命的長(zhǎng)二 F 火箭沒(méi)有實(shí)施應(yīng)急發(fā)射,那么會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入下一次載人發(fā)射任務(wù)。這對(duì)運(yùn)載火箭、載人飛船保障提出了極高的要求,當(dāng)然,這一切的基礎(chǔ)仍然是長(zhǎng)二 F 和神舟載人飛船這個(gè)組合具有極高的穩(wěn)定性和可靠性。

策劃制作

出品丨科普中國(guó)

作者丨川陀太空 科普創(chuàng)作者

監(jiān)制丨中國(guó)科普博覽

責(zé)編丨楊雅萍

審校丨徐來(lái)、林林