太空神游沐榮光 英雄九天歸故鄉(xiāng)(慶祝改革開放四十周年科技系列報道之航天篇(19))

——中國航天著陸場系統(tǒng)建設(shè)成就斐然

對于載人航天來說，火箭發(fā)射是拉開宇航員遠(yuǎn)征太空的序幕，而再入大氣層降落地球家園，完成從九天外的榮歸則標(biāo)志著一次空間任務(wù)的結(jié)束。飛船著陸場系統(tǒng)是載人航天工程的組成系統(tǒng)之一，在工程實施過程中，擔(dān)負(fù)著重大職責(zé)，其中包括對飛船再入軌跡的捕獲、跟蹤和測量，搜索并回收返回艙，對艙內(nèi)有效載荷進(jìn)行處置及對航天員出艙后進(jìn)行醫(yī)監(jiān)醫(yī)保、醫(yī)療救護(hù)和緊急護(hù)送等。

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，特別是改革開放40年來的不懈奮斗，中國逐步形成了由主著陸場、副著陸場、陸上應(yīng)急救生區(qū)和海上應(yīng)急救生區(qū)等構(gòu)成的著陸場系統(tǒng)，并經(jīng)受了航天任務(wù)的實戰(zhàn)考驗，保障了載人航天工程的順利推進(jìn)。

①返回式衛(wèi)星技術(shù)奠定著陸場系統(tǒng)建設(shè)基礎(chǔ)

在上海兒童博物館陳列著一件特殊展品，宛若一口大鍋置于金屬的支架之上，黑乎乎灼燒的外表透著些許金屬的光澤，小的撞擊凹痕清晰可見。雖然其貌不揚，但它是名副其實的鎮(zhèn)館之寶。它就是曾遨游過太空的中國第一代返回式衛(wèi)星回收艙。

1975年11月26日11時30分，第一顆返回式衛(wèi)星搭載長征二號運載火箭成功發(fā)射入軌。在太空遨游3天后，返回艙在貴州六枝成功著陸，這標(biāo)志著中國繼蘇聯(lián)和美國之后成為第三個掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國家，距離中國第一顆衛(wèi)星東方紅一號成功發(fā)射僅僅時隔5年。

通常情況下，衛(wèi)星發(fā)射入軌之后就在太空執(zhí)行任務(wù)，不需要返回地面，如通信、導(dǎo)航和氣象衛(wèi)星等。有些衛(wèi)星，如攜帶科研試驗樣品的科學(xué)實驗衛(wèi)星，完成太空實驗后就需要回到地面，這類衛(wèi)星研制和回收是航天科技的一大突破。

為了發(fā)展返回式衛(wèi)星和載人航天，中國早在1969年5月就著手組建了專門機構(gòu)和力量，這就是回收測量站，也就是著陸場站的前身，聚集了一批來自北大、清華等著名高校的畢業(yè)生。他們艱苦創(chuàng)業(yè)和不懈奮斗取得豐碩成果，第一顆返回式衛(wèi)星的成功就是包括他們在內(nèi)的中國航天科技工作者心血與智慧的結(jié)晶，也為中國航天著陸場系統(tǒng)的初步建設(shè)立下了汗馬功勞。

除了返回式衛(wèi)星之外，中國還開展了航天器回收的其它實踐活動并取得了諸多成就。比如，從上世紀(jì)60年代開始，中國就研究探索探空火箭的回收，完成了首次搭載小狗上天的探空火箭回收著陸任務(wù)。之后又研制了國防裝備大型實驗數(shù)據(jù)艙回收系統(tǒng)。這些都為中國航天著陸系統(tǒng)的建立發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

②主著陸場四子王旗是“神舟”家園

2003年10月16日，中國內(nèi)蒙古自治區(qū)四子王旗所在阿木古郎草原腹地成為世界航天界和各國航天愛好者矚目的中心。當(dāng)日6時23分，中國首位航天員楊利偉乘坐神舟五號飛船返回艙在這里平安返回，比預(yù)定著陸點僅略微偏差4.8公里。通過電視轉(zhuǎn)播鏡頭，億萬觀眾見證了那激動人心的一刻：在醫(yī)護(hù)人員的幫助下，楊利偉手扶著陸艙出艙口，先將一只腳跨出艙，踏上大地，而后微探身低頭，同時用帶著白色手套的右手把防護(hù)頭盔打開，向迎接他榮歸的現(xiàn)場觀眾面露微笑、招手致意。

“阿木古郎”是蒙古語“平安”之意，阿木古郎草原面積達(dá)2000多平方公里，遼闊、雄壯，是中國航天著力打造的主著陸場。中國首次載人航天英雄楊利偉就是在阿木古郎草原平安榮歸，使中國由此成為繼美國蘇聯(lián)之后第三個掌握載人航天技術(shù)的國家，而載人返回是其中核心技術(shù)突破之一。

通常而言，著陸場的選擇遵循三方面的條件：一是飛船會從這個地區(qū)上空多次通過，方便返回，特別是在飛船遇到特殊情況時，利于快速著陸；二是場地開闊，地勢平緩，地表要足夠堅硬；三是天氣狀況要好。位于內(nèi)蒙古中部四子王旗的阿木古郎草原完全符合上述條件，是國內(nèi)最佳著陸場。這里場地開闊、地勢平坦，地表也足夠堅硬，沒有大的河流。從氣候方面看，這里屬于中溫帶大陸氣候，干燥少雨，人煙稀少，非常適合飛船著陸。草原上一個60公里×60公里見方的區(qū)域被確定為核心著陸區(qū)。

主著陸的選定當(dāng)然不是一上來就確定下來的，而是在全面考察基礎(chǔ)上從幾個備選方案中遴選出來的。據(jù)著陸場系統(tǒng)首任總設(shè)計師夏南銀介紹，在主著陸場選址考察遴選早期，根據(jù)確定的飛船軌道傾角，河南開封至駐馬店以東長約200公里、寬約100公里的區(qū)域曾被青睞，甚至一度得到評審組數(shù)名院士的認(rèn)可。后根據(jù)工程總體報告，結(jié)合回收傘型調(diào)整和場區(qū)內(nèi)房屋、樹木等綜合因素對安全著陸的影響，主著陸場選址后來進(jìn)行了調(diào)整。根據(jù)1993年到1996年間在內(nèi)蒙古草原的綜合考察結(jié)果，主著陸場最終花落四子王旗。

③副著陸場甘愿作永遠(yuǎn)的備份

無論是在返回式衛(wèi)星回收還是在神舟飛船著陸任務(wù)中，人們從新聞聽到的著陸場關(guān)鍵詞往往是內(nèi)蒙古四子王旗的草原。實際上，中國著陸場系統(tǒng)中除了該主著陸場之外，還有不那么知名的副著陸場。之所以其知名度不高，是因為中國航天任務(wù)的進(jìn)展特別是返回艙回收相對順利，副著陸場雖然早已啟用，但是投入實戰(zhàn)的機會并不多。

2016年6月26日，副著陸場終于迎來了大展身手的機會。當(dāng)日15時41分，長征七號運載火箭搭載的多用途飛船縮比返回艙在巴丹吉林沙漠和戈壁帶順利著陸。就在此10來分鐘前，由4架直升機組成的搜索分隊從不同方向朝目標(biāo)著陸區(qū)偵查集結(jié)。鎖定目標(biāo)后，追蹤而去，直奔降落點上空，20名搜救隊員隨即滑降而下，隨后，砍傘繩、架設(shè)便攜式衛(wèi)星通信站、劃設(shè)安全區(qū)、返回艙艙體姿態(tài)及安全性檢查等規(guī)定動作和程序，展開對返回艙轉(zhuǎn)運工作。這是副著陸場第一次啟用，旨在開展相關(guān)實驗活動，驗證飛船返回艙的飛行性能，測定相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，同時也利用副著陸場地形的多樣性，演練提升對返回艙的跟蹤、追蹤和搜索救援能力。

副著陸場是主著陸場的備份，是在主著陸場的綜合條件不允許載人航天器降落的情況下，為確保航天員生命安全而啟用。既然是主著陸場的備份，那么副著陸場的基本任務(wù)和功能與主著陸場相同，因而具有很多類似的特點。另一方面，附著陸場在氣象等方面與主著陸場相關(guān)性要盡可能小，避免同時出現(xiàn)不適宜的氣象條件等情況。綜合考慮氣象相關(guān)性、地勢平坦開闊程度、返回機會多少、測控設(shè)備可充分利用性等綜合因素，最終選擇酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心東南部地區(qū)為副著陸場，位于巴丹吉林沙漠戈壁帶，屬溫帶干旱荒漠氣候，冬季干冷，夏季炎熱、少雨、多風(fēng)。

④應(yīng)急救生區(qū)守護(hù)航天英雄安全

很多人對近期俄羅斯聯(lián)盟MS-10載人飛船出現(xiàn)的發(fā)射事故記憶猶新。2018年10月11日，火箭起飛約119秒后，第一級分離，位于火箭頂端的整流罩被拋下，但火箭第二級的發(fā)動機突然關(guān)閉。此后乘員艙與火箭緊急分離，并拋出降落傘著陸。兩名宇航員啟動逃生機制后返回地面。

這是飛船在上升段遭遇事故啟動應(yīng)急逃生并順利著陸的成功案例，再次警示我們，載人飛船飛行全過程，無論是上升段、運行段還是返回段，都要切實做好應(yīng)急著陸準(zhǔn)備，設(shè)立應(yīng)急著陸區(qū)，使航天員有應(yīng)急逃生的機會。

中國根據(jù)載人飛船發(fā)射上升段情況設(shè)置了上升段陸上應(yīng)急救生區(qū)和海上應(yīng)急救生區(qū)。前者區(qū)域為從載人飛船發(fā)射場即酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心到江蘇連云港海濱一線，火箭的地面航跡長約1860千米，綜合地形、地貌、行政區(qū)劃分、直升機航程限制等因素，劃分了4個應(yīng)急救生區(qū)，分別以東風(fēng)、銀川、榆林、邯鄲為應(yīng)急救生點，配備搜集資源，做好搜救準(zhǔn)備。載人飛船發(fā)射時，當(dāng)火箭飛行到351秒以后，如果發(fā)生意外致使飛船應(yīng)急返回，飛船返回艙則會落在海上。利用飛船上的變軌發(fā)動機和足夠的推進(jìn)劑，可以使飛船離開故障火箭后再加速或減速，降落到特定海域。綜合考慮各種因素，我國在海上設(shè)置了3個救生區(qū)，分別位于黃海和東海海面，一島鏈和二島鏈之間的太平洋洋面，馬里亞納群島以東、關(guān)島以北的太平洋洋面，由多艘救援船只、巡邏機等執(zhí)行應(yīng)急搜救任務(wù)。

在載人飛行運行段，中國載人航天工程總體要求載人飛船的每圈軌道都有至少一個應(yīng)急救生著陸區(qū)，盡量減少航天員不可返回的時間間隔。運行段應(yīng)急救生區(qū)選擇的原則一般是：優(yōu)先考慮國內(nèi)，再考慮國外；一般考慮陸上，盡量不落海上。從這個原則出發(fā)，飛船系統(tǒng)與著陸場系統(tǒng)共找出了十幾個區(qū)域。其中3個在國內(nèi)，分別是中國北部一線、華中華南、四川盆地，其他分布在國外多地，按照國際航天救援條約，依靠國際救援組織協(xié)調(diào)開展應(yīng)急救援工作，保障載人航天任務(wù)的實施。

張保淑