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神九返航将闯“黑障” 联系中断三四分钟

2012年06月27日09:39    来源:北京日报     手机看新闻

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航天员通过天地通信系统向地面测控人员挥手致意。

  目前,三名神九航天员已在太空飞行了10天,在完成驾驶飞船与天宫一号手控对接的高难度动作和一系列空间科学实验后,他们将于29日返回地球。昨天,神九任务着陆场系统指挥长张海东为记者详解神九的回家过程。

  联系中断三四分钟

  据张海东介绍,在返回舱穿越大气层的过程中,返回舱与大气层摩擦会产生上千摄氏度的高温,返回舱就像一个火球,如果不采取放热措施的话,不仅返回舱里的航天员承受不了高温,返回舱的结构也会受到损毁。

  当返回舱穿越大气层到达距离地面80公里至90公里高度时,因为高速剧烈摩擦,在返回舱表面会产生等离子区,出现“黑障”现象,这时返回舱与地面暂时失去联系,不管是音画、图像,还是遥测信息全部中断。面对神九的暂时“消失”,大家只有耐心等待。这段最难熬的时间将持续三四分钟,不仅对飞船,而且对航天员的心理都是严峻的考验。

  返回舱到达距离地面约40公里高度时,“黑障”消失,返回舱重新出现。

  两套“大伞”帮助着陆

  当返回舱成功穿越大气层并下降到距地面约10公里高度时,飞船降落伞能否顺利打开,是飞船回收着陆系统人员最为关注的事情。为保证万无一失,飞船的返回舱上安装了主伞、备伞两套降落伞系统,当主伞系统出现故障无法打开时,备用伞系统也能够担当重任,“帮”飞船着陆。

  目前,神九着陆场系统已全面启动,着陆场系统已经组织了14次单项演练和5次系统演练。在演练过程当中,参试人员全面验证了航天员搜索寻找、航天员医疗救护、航天员后送转运等各个环节的相关工作。

  搜救制订33项预案

  “神九任务与神八任务相比,着陆场系统的最大特点就是增加了航天员搜索救援任务。这对着陆场系统的技术方案和总体要求都带来了一些变化。”张海东说。

  据了解,飞船返回搜救过程中主要有四大难点:第一,航天员搜索救援的环节多。在任务实施过程中,增加了航天员的搜索救援、医疗救护、后送转运等环节;第二,航天员的搜索救援要求快。为了尽快掌握航天员出舱后的身体健康状况,要求做到迅速发现返回舱,尽快赶到现场,第一时间对航天员实施医疗救护;第三,航天员经过十几天的太空飞行,返回地面以后,需要的重力恢复时间比较长,在此期间,既要求搜救人员确保航天员医疗救护稳妥可靠,同时又要确保整个现场处置正规有序;第四,返回地面以后,要先护送航天员从现场乘直升机到机场,然后再转乘专机护送到北京。护送各环节衔接十分紧密,要求非常高。

  夏天也会给神九回家制造些“麻烦”。夏天雷雨多,天气情况比较复杂,回收时很可能会遇到下雨、刮风、云层低等天气状况。

  “针对以上这些难点和特点,在方案制订上,针对这次航天员搜救任务‘早、快、稳’的要求,优化了直升机搜索降落的方案,完善了航天员医疗救护的方案。同时,还根据航天员搜救可能出现的各种异常的情况,专门制订了7大类、33项应急预案。”(记者 刘欢)

  揭秘

  飞控通信系统

  细腻的画质,清晰的图像,流畅的话音……通过普通人家的电视机画面,便可看出我国首次载人交会对接任务中天地通信发生的巨大变化。音画传情,咫尺天涯。正是神奇的天地通信系统,让天地之间不再遥远。昨天,神舟九号飞船已发射升空10天。从进入太空那一刻起,3位航天员在舱内穿梭、实验的场景,甚至吃饭、锻炼、休息的画面,都能通过地面通信系统显示屏尽收眼底。

  实时显示:直接参与全过程

  载人航天,人命关天。航天发射、飞控过程中,不可预料的事件、情况随时都有,确保航天员的安全成为这次任务的重中之重,所有的工作都围绕着“载人”而展开。“将航天员在天上的一举一动真实地展示给地面,更好地为任务提供飞控支持,天地通信是一个不可或缺的手段。”北京航天飞控中心天地通信系统负责人贾文军说。

  天地通信系统并不仅仅是简单地用于通话和问候,还要完成控制中心、测控站以及航天器之间的信息传输,通过有线和无线信息通道把航天控制中心与各测控站、航天发射场以及回收区联系起来形成航天测控通信网,同时在载人交会对接过程中还有另外特殊的作用——直接参与飞控的全过程,是这次载人交会对接的重要环节,对整个载人航天工程意义重大。

  为了“天地通话”,飞行器上还专门安装了无线电话通信设备和视频图像传输设备,在飞行器飞行的各个阶段都可以进行天地之间的通话交谈,全景展示飞行器和航天员的状态。这样一来,航天员在舱内穿梭、实验的场景,地面人员一目了然。

  另外,图像还增加了信息标注功能,画面从哪里来,哪个摄像机拍摄的,地面指挥员都能随时掌握,为地面决策提供更加丰富准确的信息。

  自动操控:天地通信更灵活

  此次任务将实施连续13天载人飞行,超过以往3次载人飞行任务的总和。作为天地间唯一的“通信通道”,自动化程度要求更高。

  北京中心指控室高级工程师易欣介绍,这次任务采用全新的“天地通信体制”,打破了以往“专线专用”的天地通信模式。这次采用IP体制,通信资源的调动更灵活。

  除此之外,还专门开发了一套天地自动通话系统,率先采用计划和指令驱动模式,根据飞控情况,自动对话音和图像进行管理。

  “自动化的程度比以往有很大提升”,易欣说,飞行器不在测控范围之内的时候,很多仪器设备是关机的,到了测控范围之内再开机。

  另外,载人交会对接任务中,天地图像是飞行器运行状态最直观、有效的体现。飞船与目标飞行器图像源很多,而且在交会对接等关键时段图像源切换频繁,这些都需要快速准确地标识当前的图像内容。

  工作人员对以往天地图像自动判别流程进行了改进和完善,对神舟九号任务下行天地图像机位自动判别叠加方法进行了研究,显著降低了技术人员工作强度,大大提高了图像判别的速度,对于神舟九号任务地面指挥员和首长第一时间正确掌握图像信息,快速实施决策具有重要意义。(记者 刘欢 通讯员 姜宁 谢波)

  航天员从太空发回短信

  昨天,神舟九号飞行乘组已进入第10天的太空飞行。在北京航天飞行控制中心,一条来自天宫一号的短消息让所有人激动不已。

  昨天下午16时40分,“天神”组合体运行至喀什测控区。大屏幕上,三名航天员正在天宫一号实验舱内相互配合开展试验。突然,刘洋好像被什么吸引了,放下手中的工作,灵巧地“游”到笔记本电脑前,熟练地操作了几下,读了几秒钟,她脸上的笑容越来越灿烂。兴奋地向两位“师兄”招手。只见三名航天员把脑袋凑到电脑前。不一会儿,大厅里传来了景海鹏洪亮的声音:

  “邮件已收到,感谢北京飞控中心全体飞控人员,你们辛苦了!”

  “北京明白,祝你们在天宫一号工作、生活顺利愉快!”

  只见大屏幕上,航天员景海鹏、刘旺、刘洋,面对摄像机,一起挥手,以自己独特的方式表达了对地面飞控人员的感谢。

  此刻,飞控大厅里响起了热烈的掌声,浓浓的温情洋溢在天地之间。

  这一切都缘于当天下午北京飞行控制中心向神舟九号飞行乘组发送的一封电子邮件。

  “几天来,你们身处太空,我们脚踏大地。载人航天的伟大事业和对祖国繁荣富强的共同追求,使我们的心分分秒秒紧密相连……请你们放心,北京飞控中心全体参试人员一定会一如既往地精心呵护,一如既往地精益求精,用我们的双手将英雄的你们平安接回祖国的怀抱。”字里行间流露着对航天员们的牵挂。

  随后,飞控大厅再度恢复安静,工作人员继续密切监视着飞行器的状态,关注着航天员的一举一动。

  “滴滴……”17时23分,位于飞控大厅遥测岗位的电脑突然弹出一条短消息通知,发件人竟然是天宫一号。

  工作人员惊喜之余连忙点开信息,只见短信上写着:

  “感谢北京飞行控制中心全体飞控人员!是你们准确及时的指挥协同,日夜不眠的辛勤工作,才有了我们安全飞行的每一天。听到你们熟悉的声音,我们无比的安心。我们在一起飞翔,为了载人航天的辉煌,为了祖国的富强!让我们手握手,心连心,共同迎接胜利的欢欣!”

  目睹这一幕,在飞控大厅第二排指挥台前就座的北京航天飞行控制中心主任陈宏敏说:“杨利伟曾说,飞控人员是离航天员最近的人。今天这封电子邮件和天地短信的一番往来,证明我们跟航天员确实近在咫尺,心手相牵,一起飞翔。”

  北京飞控中心是载人航天飞控任务的“神经中枢”,从神九精确入轨到正常飞控模式建立,从4次远距离导引到自动交会对接,从航天员进入天宫一号到手控交会对接,从神舟九号飞船撤离到安全返回着陆场……地面向飞行器发出的每一条指令,注入的每一组数据,无一不是从这里准确发出的。

  此前,神九任务乘组已于6月25日向地面发回首条面向公众的太空短信。当时,女航天员刘洋代表神舟九号航天员飞行乘组,利用地面与天宫一号目标飞行器电子邮件传输系统,发回了第一条面向公众的太空短信,并通过“天宫一号”科普微博,向祖国致敬,向全国人民问好。

  这条来自太空的短信写道:“此时此刻,我们在距离地球340千米的天宫一号目标飞行器里向祖国致敬!向广大朋友们问好!希望这条从太空传回的信息,能够架起一座沟通天地的桥梁,以此展现载人航天魅力,传承载人航天精神,激励更多有志之士投身国家建设和载人航天事业之中!——神舟九号任务乘组。”(记者 刘欢 通讯员 姜宁 谢波)

(责任编辑:李鸽(实习)、刘然)