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

——中國(guó)航天著陸場(chǎng)系統(tǒng)建設(shè)成就斐然

對(duì)于載人航天來(lái)說(shuō)，火箭發(fā)射是拉開(kāi)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(chǎng)系統(tǒng)是載人航天工程的組成系統(tǒng)之一，在工程實(shí)施過(guò)程中，擔(dān)負(fù)著重大職責(zé)，其中包括對(duì)飛船再入軌跡的捕獲、跟蹤和測(cè)量，搜索并回收返回艙，對(duì)艙內(nèi)有效載荷進(jìn)行處置及對(duì)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(guò)數(shù)十年的發(fā)展，特別是改革開(kāi)放40年來(lái)的不懈奮斗，中國(guó)逐步形成了由主著陸場(chǎng)、副著陸場(chǎng)、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(chǎng)系統(tǒng)，并經(jīng)受了航天任務(wù)的實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)，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(chǎng)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(jiàn)。雖然其貌不揚(yáng)，但它是名副其實(shí)的鎮(zhèn)館之寶。它就是曾遨游過(guò)太空的中國(guó)第一代返回式衛(wèi)星回收艙。

1975年11月26日11時(shí)30分，第一顆返回式衛(wèi)星搭載長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)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(guó)繼蘇聯(lián)和美國(guó)之后成為第三個(gè)掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國(guó)家，距離中國(guó)第一顆衛(wèi)星東方紅一號(hào)成功發(fā)射僅僅時(shí)隔5年。

通常情況下，衛(wèi)星發(fā)射入軌之后就在太空?qǐng)?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(yàn)樣品的科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，完成太空實(shí)驗(yàn)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(guó)早在1969年5月就著手組建了專門機(jī)構(gòu)和力量，這就是回收測(cè)量站，也就是著陸場(chǎng)站的前身，聚集了一批來(lái)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?cè)趦?nèi)的中國(guó)航天科技工作者心血與智慧的結(jié)晶，也為中國(guó)航天著陸場(chǎng)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(guó)還開(kāi)展了航天器回收的其它實(shí)踐活動(dòng)并取得了諸多成就。比如，從上世紀(jì)60年代開(kāi)始，中國(guó)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(guó)防裝備大型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)艙回收系統(tǒng)。這些都為中國(guó)航天著陸系統(tǒng)的建立發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

②主著陸場(chǎng)四子王旗是“神舟”家園

2003年10月16日，中國(guó)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(guó)航天愛(ài)好者矚目的中心。當(dāng)日6時(shí)23分，中國(guó)首位航天員楊利偉乘坐神舟五號(hào)飛船返回艙在這里平安返回，比預(yù)定著陸點(diǎn)僅略微偏差4.8公里。通過(guò)電視轉(zhuǎn)播鏡頭，億萬(wàn)觀眾見(jiàn)證了那激動(dòng)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(shí)用帶著白色手套的右手把防護(hù)頭盔打開(kāi)，向迎接他榮歸的現(xiàn)場(chǎng)觀眾面露微笑、招手致意。

“阿木古郎”是蒙古語(yǔ)“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(guó)航天著力打造的主著陸場(chǎng)。中國(guó)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(guó)由此成為繼美國(guó)蘇聯(lián)之后第三個(gè)掌握載人航天技術(shù)的國(guó)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(chǎng)的選擇遵循三方面的條件：一是飛船會(huì)從這個(gè)地區(qū)上空多次通過(guò)，方便返回，特別是在飛船遇到特殊情況時(shí)，利于快速著陸；二是場(chǎng)地開(kāi)闊，地勢(shì)平緩，地表要足夠堅(jiān)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(guó)內(nèi)最佳著陸場(chǎng)。這里場(chǎng)地開(kāi)闊、地勢(shì)平坦，地表也足夠堅(jiān)硬，沒(méi)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(gè)60公里×60公里見(jiàn)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(lái)就確定下來(lái)的，而是在全面考察基礎(chǔ)上從幾個(gè)備選方案中遴選出來(lái)的。據(jù)著陸場(chǎng)系統(tǒng)首任總設(shè)計(jì)師夏南銀介紹，在主著陸場(chǎng)選址考察遴選早期，根據(jù)確定的飛船軌道傾角，河南開(kāi)封至駐馬店以東長(zhǎng)約200公里、寬約100公里的區(qū)域曾被青睞，甚至一度得到評(píng)審組數(shù)名院士的認(rèn)可。后根據(jù)工程總體報(bào)告，結(jié)合回收傘型調(diào)整和場(chǎng)區(qū)內(nèi)房屋、樹木等綜合因素對(duì)安全著陸的影響，主著陸場(chǎng)選址后來(lái)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(chǎng)最終花落四子王旗。

③副著陸場(chǎng)甘愿作永遠(yuǎn)的備份

無(wú)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(tīng)到的著陸場(chǎng)關(guān)鍵詞往往是內(nèi)蒙古四子王旗的草原。實(shí)際上，中國(guó)著陸場(chǎng)系統(tǒng)中除了該主著陸場(chǎng)之外，還有不那么知名的副著陸場(chǎng)。之所以其知名度不高，是因?yàn)橹袊?guó)航天任務(wù)的進(jìn)展特別是返回艙回收相對(duì)順利，副著陸場(chǎng)雖然早已啟用，但是投入實(shí)戰(zhàn)的機(jī)會(huì)并不多。

2016年6月26日，副著陸場(chǎng)終于迎來(lái)了大展身手的機(jī)會(huì)。當(dāng)日15時(shí)41分，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)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(lái)分鐘前，由4架直升機(jī)組成的搜索分隊(duì)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(diǎn)上空，20名搜救隊(duì)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(dòng)作和程序，展開(kāi)對(duì)返回艙轉(zhuǎn)運(yùn)工作。這是副著陸場(chǎng)第一次啟用，旨在開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，驗(yàn)證飛船返回艙的飛行性能，測(cè)定相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，同時(shí)也利用副著陸場(chǎng)地形的多樣性，演練提升對(duì)返回艙的跟蹤、追蹤和搜索救援能力。

副著陸場(chǎng)是主著陸場(chǎng)的備份，是在主著陸場(chǎng)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(chǎng)的備份，那么副著陸場(chǎng)的基本任務(wù)和功能與主著陸場(chǎng)相同，因而具有很多類似的特點(diǎn)。另一方面，附著陸場(chǎng)在氣象等方面與主著陸場(chǎng)相關(guān)性要盡可能小，避免同時(shí)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(shì)平坦開(kāi)闊程度、返回機(jī)會(huì)多少、測(cè)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(chǎng)，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(duì)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(jí)分離，位于火箭頂端的整流罩被拋下，但火箭第二級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)逃生機(jī)制后返回地面。

這是飛船在上升段遭遇事故啟動(dòng)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(guò)程，無(wú)論是上升段、運(yùn)行段還是返回段，都要切實(shí)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(jī)會(huì)。

中國(guó)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?yàn)閺妮d人飛船發(fā)射場(chǎng)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(zhǎng)約1860千米，綜合地形、地貌、行政區(qū)劃分、直升機(jī)航程限制等因素，劃分了4個(gè)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(diǎn)，配備搜集資源，做好搜救準(zhǔn)備。載人飛船發(fā)射時(shí)，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(huì)落在海上。利用飛船上的變軌發(fā)動(dòng)機(jī)和足夠的推進(jìn)劑，可以使飛船離開(kāi)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(guó)在海上設(shè)置了3個(gè)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(jī)等執(zhí)行應(yīng)急搜救任務(wù)。

在載人飛行運(yùn)行段，中國(guó)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(gè)應(yīng)急救生著陸區(qū)，盡量減少航天員不可返回的時(shí)間間隔。運(yùn)行段應(yīng)急救生區(qū)選擇的原則一般是：優(yōu)先考慮國(guó)內(nèi)，再考慮國(guó)外；一般考慮陸上，盡量不落海上。從這個(gè)原則出發(fā)，飛船系統(tǒng)與著陸場(chǎng)系統(tǒng)共找出了十幾個(gè)區(qū)域。其中3個(gè)在國(guó)內(nèi)，分別是中國(guó)北部一線、華中華南、四川盆地，其他分布在國(guó)外多地，按照國(guó)際航天救援條約，依靠國(guó)際救援組織協(xié)調(diào)開(kāi)展應(yīng)急救援工作，保障載人航天任務(wù)的實(shí)施。

張保淑