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卫星测控专家揭秘:为确保返回舱落点预报准确,多次模拟验证

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9月17日13时34分许,神舟十二号载人飞船返回舱反推火箭成功点火后,平安降落在东风着陆场预定区域。

南都记者获悉,这是神舟载人飞船首次在东风着陆场着陆。这一过程中,西安卫星测控中心及各测控站点成功实施了探测器返回段测控任务。该中心正高级工程师杨永安告诉南都记者,为确保返回舱落点预报的误差能控制在预期目标以内,“我们通过最新研发的软件系统进行了多次模拟验证。”


9月17日,神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。新华社记者琚振华摄

通过遥测数据快速计算预报落点,多次模拟验证确保误差可控

“‘天山’发现目标!”13时许,被誉为“航天测控第一站”的喀什测控站快速完成目标捕获,并成功实施返回舱遥测数据接收以及上行遥控任务。

13时34分许,神舟十二号载人飞船返回舱反推火箭成功点火后,平安降落在东风着陆场预定区域。

喀什测控站工程师陈俊华告诉南都记者,作为迎接航天员返回祖国怀抱的第一站,能否在第一时间捕获高速再入的目标,对后续一系列精准测控能否准确实施而言至关重要。最近一段时间,他们结合任务特点组织了目标捕获与应急发令等针对性训练,确保对返回过程中的试验船成功捕获,精准测控,确保航天员安全回家。



不久后,部署在各场区的活动测控分队接过测控接力棒,通过部署在东风着陆场区的该分队光学经纬仪,返回舱引导伞、主伞依次打开的画面清晰可见。与此同时,在西安中心第一指挥大厅,技术人员正在通过该活动测控分队传来的返回器遥测数据快速计算预报落点,并准确提供至陆上、空中搜救分队。

“此次任务相较以往‘神舟’系列任务,返回段测控工作最显著的特点就是着陆场区发生了变化。我们通过最新研发的软件系统进行了多次模拟验证,确保返回舱落点预报的误差能控制在预期目标以内。”正高级工程师杨永安告诉南都记者。



测控数据“双保险”,确保重大航天任务稳妥可靠万无一失

据中国载人航天工程办公室消息,6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,约573秒后,神舟十二号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空。神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置,于17日15时54分,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口,与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱(船)组合体。这是天和核心舱自发射入轨以来,首次与载人飞船进行的交会对接。

南都此前报道,在载人航天任务中,西安卫星测控中心作为轨道计算备份中心,与北京航天飞行控制中心共同负责对航天器发射入轨、在轨运行、返回再入等阶段进行精准跟踪监视与计算分析。完成计算后,两个中心需通过数据比对,确保两者计算结果在误差允许范围以内,才能实时判断飞船的轨道数据、运行工作状态、返回舱落点等信息。

“‘备份’是世界航天界通用的国际惯例,是为了确保重大航天任务的稳妥可靠、万无一失特意设置的。”西安卫星测控中心总工程师杨开忠介绍,“早在载人航天工程启动之初,我国便在建设全新任务控制与指挥中心的同时,对西安卫星测控中心进行改造利用,充分利用西安中心丰富的卫星测控经验,为载人航天任务的测控工作设置牢固‘双保险’。”

延伸阅读

圆满成功!神舟十二号航天员三人组回家

据中国载人航天工程办公室消息,北京时间2021年9月17日13时34分,神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,执行飞行任务的航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波安全顺利出舱,身体状态良好,空间站阶段首次载人飞行任务取得圆满成功。此次是东风着陆场首次执行载人飞船搜索回收任务。


12时43分,北京航天飞行控制中心通过地面测控站发出返回指令,神舟十二号载人飞船轨道舱与返回舱成功分离。此后,飞船返回制动发动机点火,返回舱与推进舱分离。返回舱成功着陆后,担负搜救回收任务的搜救分队第一时间抵达着陆现场,返回舱舱门打开后,医监医保人员确认航天员身体健康。

神舟十二号载人飞船于6月17日从酒泉卫星发射中心发射升空,随后与天和核心舱对接形成组合体,3名航天员进驻核心舱,进行了为期3个月的驻留,在轨飞行期间进行了2次航天员出舱活动,开展了一系列空间科学实验和技术试验,在轨验证了航天员长期驻留、再生生保、空间物资补给、出舱活动、舱外操作、在轨维修等空间站建造和运营关键技术。神舟十二号载人飞行任务的圆满成功,为后续空间站建造运营奠定了更加坚实的基础。


13时52分,神舟十二号载人飞行任务取得圆满成功



13时43分,返回舱舱门打开






13时34分,神舟十二号返回舱顺利着陆



13时24分,返回舱乘伞降落,距离地面6公里左右,返回舱抛防热大底


13时22分,返回舱主降落伞打开


13时17分,返回舱出“黑障区”


13时15分,返回舱进入“黑障区”,地面光学设备捕获返回舱图像


13时10分,空中搜救回收分队到达预定区域


13时08分,推进舱与返回舱已分离


13时06分,轨返分离已完成,即将进行推返分离


12时59分,神舟十二号飞船进入惯性滑行阶段

北京时间2021年9月16日8时56分,神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功实施分离。截至目前,神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90天,刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。

神舟十二号载人飞船撤离后,于北京时间2021年9月16日13时38分,与空间站组合体完成绕飞及径向交会试验,成功验证了径向交会技术,为后续载人飞行任务奠定了重要技术基础。

东风着陆场首次迎接航天员返回

酒泉卫星发射中心搜救回收分队将首次执行航天员搜救和载人飞船返回舱搜索回收任务。针对任务及东风着陆场特点,他们准备了多种装备,确保搜索回收任务万无一失。

东风着陆场地处巴丹吉林沙漠,着陆面积约2万平方公里,是此前四子王旗着陆场面积的10倍。搜索范围的扩大和恶劣多变的天气对着陆场通信覆盖及质量提出了更高要求。


在地面搜索分队车辆集结待命地的这些车辆不仅是进行沙漠搜索的交通工具,更是一个个移动通信站。针对此次任务,酒泉卫星发射中心搜救回收分队在车上加装了4G移动基站、海能达电台、定向仪以及高增益天线。


神舟十二号搜救回收地面分队通信操作手周斌介绍,车与车之间,车与基站之间通信距离由原来的20公里增加至50公里,确保了地面通信畅通。


在返回器搜索任务中,空中分队往往是最先抵达处置现场的力量,为了确保万无一失,搜救回收分队在原有直升机的基础上,配备了多架无人机,形成多层次空中搜寻力量。

神舟十二号搜救回收地面分队无人机指挥员李国斐表示,正常情况下出现直升机无法起飞的情况是极少见的,但我们依然准备了专门研制的无人机,并进行了充分的人机结合训练。在直升机无法起飞时作为备份力量,迅速前出搜索,快速发现目标。


为应对东风着陆场沙漠、盐碱地、山地、水域等复杂地形,搜救分队还准备了履带一体车、蟒式全地形车、水下机器人等特种装置,并成功完成了多次综合演练。


神舟十二号搜救回收地面分队指挥员牛永进表示,此次东风着陆场是第一次迎接航天员的返回,我们此次主战装备和备份装备,经过多次的全系统演练和多次的针对性训练,都通过了考核,人员和装备都表现十分优秀,我们这次有能力、有信心能够迎接航天员安全返回。

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