6月4日清晨，在萬眾期待下，一頂紅白相間的大傘如約綻放在戈壁荒漠上空，守護著神舟十五號載人飛船返回艙徐徐飄落、穩穩著陸。隨后，返回艙艙門打開，“圓夢乘組”在完成6個月的飛行后，順利回家。

神舟十五號飛行任務是中國人的第十次飛天。神舟十五號載人飛船于2022年11月29日從酒泉衛星發射中心發射升空，隨后與天和核心艙對接形成組合體。作為迄今為止執行任務時平均年齡最大的航天員乘組，他們不僅刷新了中國航天員單個乘組出艙活動次數的紀錄，還見證了中國空間站全面建成的歷史時刻。

(資料圖)

載人飛船回收試驗隊——

提前進行多次全流程桌面推演、全系統綜合演練

本次神舟十五號載人飛船的返回，精心設計、環環相扣。

據中國航天科技集團五院載人飛船回收試驗隊總體負責人彭華康介紹，此次返回包括分離、制動、再入、減速、著陸緩沖5個階段。

分離階段——此次返回仍然延續神舟十三號載人飛船以來的“快速返回方案”，即神舟十五號載人飛船在與空間站組合體分離后，繞地球飛行5圈后開始返回地面。隨后，飛船返回艙與軌道艙分離。

制動階段——神舟十五號載人飛船延續了神舟十二號載人飛船以來的預測——校正雙環制導方式，使返回艙以精確計算的再入角度進入地球大氣層，推進艙在穿越大氣層時燒毀。

再入階段——艙上自帶的發動機將返回艙調整為大底朝前的配平狀態，以升力控制的方式再入。

減速階段——距離地面10公里左右時，返回艙引導傘、減速傘和主傘相繼打開，將飛船的速度降低到每秒幾米。

著陸緩沖階段——距離地面1米左右時，反推發動機向下點火，使返回艙進一步減速，最終以每秒1—2米的速度著陸。

為確保萬無一失，試驗隊提前進行了4次全流程桌面推演和3次全系統綜合演練，重點對正常和故障處置流程、故障預案、處置程序、安全要求、關鍵環節進行學習與演練，并聯合著陸場系統對薄弱環節進行了演練與驗證。圍繞返回過程故障、著陸環境異常、處置工序故障三大類故障模式，他們還準備了20多種處置預案。

值得一提的是，由中國航天科技集團五院502所研制的飛船返回再入GNC（制導導航與控制）技術全程發揮了重要作用。從神舟十二號載人飛船至神舟十五號載人飛船這一批次的4艘神舟飛船，采用的是“自適應預測制導方法”，即第二代返回再入技術。據中國航天科技集團五院載人飛船系統副總設計師胡軍介紹，如果采用一代技術，當出現大范圍的軌道條件變化時，就需要地面進行人工干預；如果采用二代技術，GNC技術則可以自主適應，能實現一系列更好的效果。

返回艙降落過程中，那頂引人注目的大傘，其實并不陌生。從神舟一號算起，它已經為神舟系列飛船“綻放”了15次，持續實現優化創新。據中國航天科技集團五院508所專家介紹，這頂1200平方米的神舟飛船主傘是國內最大的航天器降落傘，由7000多個零部件組成。整個傘的縫線長達10千米，需要十幾位加工人員加工3至4個月才能完成，僅主份降落傘的加工工序就有30多道。

東風著陸場——

地面支持系統快速定位精度達到20米級

神舟十五號載人飛船是2021年9月以來東風著陸場執行的第四次載人飛船搜索和航天員救援任務，也是我國空間站應用與發展階段東風著陸場迎接的首艘載人飛船和首個航天員乘組。

為此，東風著陸場開展了跨凌晨搜救行動，凌晨2點起搜救分隊就陸續開始行動。

據酒泉衛星發射中心正高級工程師、載人航天工程著陸場系統副總設計師卞韓城介紹，東風著陸場多措并舉守護航天員安全回家。

首先，推進著陸場布局優化。東風著陸場屬陸地小面積著陸場，飛船返回機會相對較少，針對神舟十五號返回任務，在東風著陸場周邊勘選了應急備降場，按照飛船連續兩圈可返回、連續兩天可返回狀態設計了搜救方案。

其次，新增后彈道返回搜救區域。神舟十五號載人飛船返回任務規劃了飛船后彈道返回搜救區，在以往大范圍偏差搜救預案的基礎上，設計了飛船后彈道返回搜救方案，提升了東風著陸場應對大范圍偏差快速搜救能力，航天員安全保障能力進一步增強。

同時，構建非合作式搜索體系。航天搜救傳統上使用合作式搜索體系：搜索分隊根據飛船返回艙發射的信標實施定向搜索，一旦返回艙信標失效，只能采取目視方法搜索。基于酒泉衛星發射中心強大的返回測控支持能力，提出構建非合作式快速精準搜索體系構想。神舟十五號載人飛船返回任務，已經具備可視化捕獲跟蹤、高精度定位測量等能力，飛船返回艙著陸后，空中分隊快速定位精度達到30米級、地面支持系統快速定位精度達到20米級。合作式和非合作式兩種搜索體系的融合應用，可顯著提升東風著陸場快速精準搜索到達能力，破解返回艙信標失效等難題。

此外，創新預案體系構建方法。神舟十五號載人飛船返回任務進一步創新預案體系構建方法，形成新一代預案體系，識別出各類風險28項，制定異常情況應急指揮要點24份，各單位根據承擔任務和專業分類制定應急處置預案200余份。

在著陸場區指揮部統一組織下，東風著陸場各參試力量于5月10日就進場完畢。神舟十五號載人飛船返回任務東風著陸場組建了1支空中（直升機）分隊、1支固定翼飛機（載傘降救援組）分隊、1支地面分隊共3支專業搜救力量；組建了1支道路封控分隊、1支搜救支援分隊、1支搜救預備隊，與專業搜救力量等協同完成搜救任務。

測控通信系統——

具備黑障區穩定跟蹤飛船的能力

神舟十五號載人飛船從距離地面約400公里的空間站軌道返回，精準降落到東風著陸場。這個難度曾被人比喻為“萬里中10環”。為了應對如此大的挑戰，任務各戰線團結協作、合力攻關。

返程的每一步，都需要測控通信系統接力牽引，完成遙測、外測來接收和發送指令，觀測分析返回艙位置、速度、飛行姿態。在主著陸場，中國電科集團布設了便攜站、機載站、車載站、固定站等站型及多型號衛星通信系統，編織致密安全的測控通信網，實時測量飛行軌道，監測返回艙供電、溫度、氣壓等參數及航天員各項生理參數，實時傳送地面發出的指令，指揮返回艙變軌、調整姿態，實時傳輸話音、圖像數據，讓地面可以與航天員實時溝通。

中國電科集團還研制布設了機載、車載、船載、便攜式定向儀。這些定向儀采用無線電“呼叫——應答”模式，受外部環境因素影響更小，裝備在運輸機、直升機、搜索車輛等搜索平臺上，能全天時、全天候、無盲區地接收返回艙“呼叫”信標，引導搜索力量迅速向落點靠攏。

返回艙穿越黑障區時，會與地面人員暫時失去聯系。本次任務中，專家表示，經過測控人員接續攻關，聯合多家科研機構，針對飛船在黑障區的雷達回波信號特點，不斷完善有針對性的信號檢測和跟蹤技術，現已具備了黑障區穩定跟蹤飛船的能力。

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