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(jīng)過現(xiàn)場醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員確認，航天員翟志剛、王亞平、葉光富身體狀態(tài)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(wù)圓滿結(jié)束，還標志著中國空間站關(guān)鍵技術(shù)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(fā)射入軌后，三名航天員歷經(jīng)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(zhuǎn)位等多項科學技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)，同時，他們也創(chuàng)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(chuàng)造了中國航天員連續(xù)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(shù)難點有哪些？此次飛行任務(wù)的創(chuàng)新點及科研價值有哪些？如何確?？盏貐f(xié)同快穩(wěn)準？

回家的路有多難

中國航天科技集團五院載人飛船系統(tǒng)項目技術(shù)副經(jīng)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(jīng)過五個關(guān)鍵飛行事件及環(huán)節(jié)，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(diào)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(jīng)歷考驗；著陸：開傘、反推、落地。而且每個環(huán)節(jié)都要面臨嚴酷空間環(huán)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(fā)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(nèi)溫度適宜，就要依靠防熱結(jié)構(gòu)對艙內(nèi)進行保護。最后，為使返回艙著陸在指定區(qū)域，必須控制飛船著陸點的精度。比如返回軌道維持，調(diào)整飛船的軌道平面，通過制動的速度增量和發(fā)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(chǎn)生的升力，進行航向和橫向運動的控制，精準調(diào)整預(yù)定的著落點，最終平安返回。

第十三次飛天的創(chuàng)新

作為空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段發(fā)射的第二艘載人飛船，神舟十三號實現(xiàn)了多項技術(shù)突破。

一是神舟十三號首次驗證徑向交會對接技術(shù)，與空間站核心艙徑向?qū)涌趯嵤┝藦较蚪粫印?/p>

二是停靠飛行時間增加到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(wù)首次考核并驗證了空間站任務(wù)航天員長期在軌駐留能力。

三是為應(yīng)對在軌停靠飛船可能發(fā)生的無法返回故障，空間站任務(wù)階段首次建立了應(yīng)急救援任務(wù)模式，神舟十三號載人飛船首次執(zhí)行了應(yīng)急救援發(fā)射待命任務(wù)。

四是首次實施快速返回流程。為進一步提高返回任務(wù)執(zhí)行效率，以及提高航天員返回舒適度，通過對飛行任務(wù)事件進行合理裁剪和調(diào)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(chǎn)”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(shè)備等，“我們目前還處于關(guān)鍵技術(shù)驗證階段，有些情況跟預(yù)期不一樣，所以需要航天員帶回地面進行分析。”

中科院空間應(yīng)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(shù)實驗和應(yīng)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(fā)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(shù)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(chǎn)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(zhì)結(jié)晶來遏制或抵抗骨質(zhì)疏松、肌肉萎縮，此外還有疫苗開發(fā)、生物制藥、新的醫(yī)療手段開發(fā)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(yǎng)體系和細胞模型。利用這樣的體系和培養(yǎng)模型，科研工作者已完成了幾項國際領(lǐng)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(yǎng)實驗等。

快穩(wěn)準的超級功夫

中國載人航天工程副總設(shè)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(shù)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(jù)航天科技集團五院載人飛船系統(tǒng)副總設(shè)計師胡軍介紹說，神舟十三號飛船進入黑障區(qū)前，北京航天飛行控制中心發(fā)出了第二次落點預(yù)報，這是飛控中心根據(jù)各個站的測控數(shù)據(jù)，結(jié)合飛船返回程序得出的結(jié)果。進入空間站階段后，航天員返回時都會有這樣的落點預(yù)報。神舟飛船上有一套自主的導(dǎo)航系統(tǒng)，在整個飛行過程中，會實時預(yù)報那個落點，憑借北斗導(dǎo)航、星敏感器、慣性測量單元這些組合導(dǎo)航，再加上比較強大的預(yù)測制導(dǎo)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(dǎo)導(dǎo)航控制分系統(tǒng)，和包括降落傘在內(nèi)的回收著陸分系統(tǒng)等共同努力的結(jié)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(yīng)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(tǒng)主任設(shè)計師賈賀說。

要想實現(xiàn)回收任務(wù)的快穩(wěn)準，還需對空地協(xié)同聯(lián)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(qū)域達數(shù)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(yīng)對極具挑戰(zhàn)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(wù)的推演和專項訓(xùn)練?！拔覀儼褨|風著陸場拆分成了核心區(qū)、著陸區(qū)和大范圍偏差區(qū)。在這三個區(qū)域里面，我們有專業(yè)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(shè)備，裝備智能化、集成化水平的提升，也為提升空地協(xié)同聯(lián)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(tǒng)總設(shè)計師、中國航天員科研訓(xùn)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(zhàn)決勝之年，也是中國載人航天工程立項實施30周年，年內(nèi)載人航天空間站工程還將完成6次重大任務(wù)，包括發(fā)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(wù)，目前新的乘務(wù)組成員身體狀況和訓(xùn)練狀態(tài)都一切正常，今年我國將全面建成空間站。

有業(yè)內(nèi)人士分析說，依據(jù)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(xiàn)，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(jīng)不遠了。

責編丨柯欣