发布时间：2024-11-16 17:28:46 来源: sp20241116
为神舟飞船造一顶“大伞”
——走进中国航天科技集团五院508所航天器回收着陆团队
11月4日凌晨1时24分，神舟十八号载人飞船安全返回地球。
在神舟十八号返回舱距地面10公里左右时，返回舱的引导伞、减速伞和主伞相继打开，伞的面积从几平方米到1200平方米。就此，红白条纹的神舟大伞，带着返回舱缓缓降落。
“载人航天，人命关天”。作为“生命之伞”，神舟大伞已为神舟系列飞船绽放整整18次，见证了中国载人航天从无到有、从无人飞行到载人飞行、从单船飞行到组合体稳定运行、从空间实验室到空间站建造的发展巨变，一次次护佑着航天员的安全。
神舟大伞背后的研制团队，来自中国航天科技集团五院508所。这里的航天器回收着陆技术研究室是国内唯一专业从事航天器进入减速与着陆技术的研制团队，有着多个“第一”——第一个完成探空火箭的回收，第一个解决人造卫星“看得见”的问题，第一个完成返回式卫星的回收，第一个完成远程运载火箭数据舱的回收，第一个完成无人、载人、多人飞船的回收着陆，第一个完成探月返回器的回收，第一个完成火星进入器的减速着陆……
在神舟十八号载人飞行任务取得圆满成功之际，本报记者采访了这个团队，聆听神舟大伞背后的故事。
将1200平方米降落伞塞进“冰箱”
对研制团队来说，通往星辰大海的旅程，首先是点点滴滴细节。天空中完美绽放的神舟大伞，始自一笔一画、一针一线。
在五院508所，记者见到了正在为神舟飞船后续任务加工的降落伞。摸上去非常轻薄，工作人员解释，用的是高强锦丝绸，与神舟十八号所用“大伞”材料一模一样。
两个维度看“大伞”。
一个是空间。大，是神舟大伞的突出特点。这个巨型降落伞在地面铺展开来大约可覆盖三个标准篮球场，是目前国内面积最大、相对质量最轻，开伞程序控制和加工包装工艺最复杂，开伞动压包络范围最大的航天器降落伞。整个伞由1900多片伞衣、90多条径向带、20多条纬向带、96根伞绳构成，制作工序就有30多道，缝线总和长达10公里。
一个是时间。如此巨大的降落伞，从冰箱大小的伞包到绽放成完美的伞花，过程只有短短数十秒，背后是设计人员数年的计算与试验、加工人员数月的缝制以及包伞人员数日的包装。
这是无数人心血的结晶。当年，经过8年攻关，研制人员才攻克了特大型降落伞的设计、制造、试验、总装等多项技术难关。要完成大伞成品，前后需要30多个制作工序、20多个包装工序和40多个装配工序。
桌上，摆着一张图纸。北京市大师工作室负责人牛国永告诉记者：“我们的图纸，专业干机械制图的也不一定能画，实操性要求非常高。”
“为航天员织就回家的路。”降落伞研制中心的墙上，写着这样一句话。伞衣需要十几个工人密切配合加工4个月才能完成，一针一线都苛求完美。航天产品对工艺水平的要求极高，除了伞衣材料，还有很多加工方面的难题。如今，他们在裁剪、缝纫、包伞等方面形成了一套完整、规范的流程和工艺方法。
这个细致入微的活，需要默默付出的熟练工种。比如，去年刚刚退休的降落伞工艺负责人于尧炳，在这个岗位上一干就是40年，仅参与返回任务的神舟飞船就有15艘之多。
制作好的伞衣，在晾伞之后便开始包装。就在眼前长长的操作台上，工人们包好了一顶顶降落伞。据牛国永描述，折叠神舟十八号伞衣的场面很是壮观——“20个人像划龙舟那样喊着号子一起叠，一幅一幅地叠，必须同步、一致，要保证伞衣环幅平坦整齐，伞衣无漏折，边缘无内折。”
伞衣折叠完成后开始梳理伞绳。神舟飞船降落伞一共有96根伞绳，每根伞绳的长度将近50米。将这又长又多的伞绳理顺，是保证降落伞打开时，伞绳拉出过程不打结不缠绕的关键。
把伞衣装进伞包，需要3个人同时操作，装填过程既要均匀有序，又要充实饱满，不留空隙。装填时，压力包伞机会用数吨重的压力压伞包8小时，最终伞包大小只有家用冰箱的一半。
伞包装好之后，只有一次打开的机会，那就是飞船返回时。这客观上要求整个包伞过程的每一道工序都不可逆。每完成一道工序，都要逐项检查，材料使用、线迹形式、线迹密度、缝纫质量是否满足要求，就连捆扎伞衣、伞绳所用线绳打结的方式和预留的长度，都需要一丝不苟全部检查到位。
研制团队在人员资质准入、检验、操作实施等方面持续严格控制，操作过程全程录像监控，全工序拍照记录，并制作成包伞、总装图册，进行多船状态实时对比，以确保全过程严格受控，状态可追溯。
架设从太空安全回家的路
“自由探索寰宇，安全往返家园。”
走进五院508所航天器回收着陆技术研究室，第一眼是这样一行字。
研究室成立于1958年。迄今已圆满完成探空火箭、返回式卫星、载人航天、深空探测等多项国家重大任务，使我国成为世界上第三个独立掌握航天器回收着陆技术的国家，保证了航天器安全着陆，确保了航天员平安返回。
研究室的墙上记录着，在漫长时间里，一代代航天人接力奋斗，承担我国各类航天器的回收着陆重任，架设安全可靠的太空回家之路。从1958年至今，用60多年时间里完成了回收着陆技术发展五步走。
第一步，探空火箭回收。1959年7月10日，提出T7M探空火箭研制任务，以此探索液体探空火箭研制的技术途径，该型号也是我国航天器回收着陆技术的启蒙型号；1960年4月17日，T7M-003探空火箭发射升空并成功降落在东海之滨，这是我国航天器回收着陆历史上的首次成功；1966年发射的两枚T-7A火箭，成功实现了我国首批次小狗上天的回收着陆任务。
第二步，大型试验数据舱回收。1980年5月18日，在我国首次远程火箭全程试验中，实现了从南太平洋成功回收数据舱。在我国大型试验数据舱回收系统研制中，五院508所先后参加了40余次发射，全部完成回收任务，使航天器回收着陆技术得到了进一步发展。
第三步，返回式卫星的回收。1976年12月10日，首次成功完成科学实验卫星回收舱的回收任务，使我国成为世界上第三个实现卫星回收的国家。2024年10月11日，我国首颗可重复使用返回式试验卫星——实践十九号卫星在东风着陆场成功回收，通过飞行验证突破了可重复使用、无损回收等多项关键技术，验证了新一代高性能可重复使用返回式空间试验平台各项技术指标，达到了各项预期试验效果。截至目前，五院508所先后完成了我国所有7个型号返回式卫星回收系统的研制，参加了26次发射飞行试验，成功率达到100%。
第四步，载人飞船返回。1999年11月20日，神舟一号无人试验飞船发射，第二天成功降落在着陆场，回收着陆系统首次圆满完成飞船回收与着陆任务；2003年10月15日，神舟五号发射升空，第二天，返回舱载着我国首位航天员杨利伟安全着陆，圆了中华民族的千年飞天梦想；截至2024年11月4日，神舟十八号载人飞船顺利返回，我国已成功完成了18艘神舟飞船的飞行任务。五院508所研制的回收着陆系统不辱使命，使我国航天器回收着陆技术再上新水平，跻身世界前列。
第五步，绕月飞行试验器回收。2014年11月1日，嫦娥五号飞行试验器在完成绕月旅行后，以接近第二宇宙速度进入大气层，并采用半弹道跳跃的方式再次返回地球家园。这是我国首次进行航天器深空飞行后回收着陆，标志着航天器回收技术达到了能够满足深空探测返回的水平，是我国航天器回收技术发展的重要里程碑。之后嫦娥四号世界首次着陆月背、嫦娥五号我国首次月面采样返回、嫦娥六号世界首次月背采样返回，为我国后续深空探测奠定坚实基础。
如今，回收着陆技术正在继续支撑我国载人月球探测、小天体采样返回、其他行星的进入减速与着陆任务。
“你看我们实验室，随着时间积累、任务变化，技术一直在发展，名字一直在变化。”团队负责人贾贺对记者分析，他指着2019年9月设立的“航天进入减速与着陆技术实验室”标牌跟记者说：“‘进入’、‘减速’然后‘着陆’，这个名字的变化，反映出随着国家往更远的深空探测，我们的技术不断创新。”
然后他指着实验室墙上挂着的一代代老科学家、技术人员们的名字说：“我们是站在前辈的肩膀上继续前行的。”
航天科技成果应用多个领域
放眼历史，航天技术不仅推动人类太空探索和发现之旅，而且成果广泛应用于多个领域。
研究室照片墙上数十张精挑细选的图片，展示着五院508所航天器回收着陆团队多年来的成果。其中两张，是在庆祝新中国成立70周年阅兵活动中，空中护旗梯队的三架直-8直升机分别悬挂中国共产党党旗、中华人民共和国国旗、中国人民解放军军旗，飞过天安门广场上空。
看似寻常最奇崛。直升机悬挂的巨幅红旗最长达9米、宽达6米，在高空中以每小时160公里到180公里的速度飞行，巨幅旗帜尾部会产生剧烈抖动，受到很强的冲击，不但难以保证平整，使旗帜边缘受损，甚至可能撕裂整个旗帜。
如何解决这个问题？
先是旗面材料。508所选择的正是航天器降落伞伞衣用的高强锦丝绸，它可以适应高速气流的冲刷，保证旗面平整无损。考虑到这种材料的透光度太强，高空飞行起来的展示效果并不完美，508所与材料厂家合力攻关，在原布料上采用了特制涂料工艺，从地面看过去旗帜图案清晰可见。
还要保证在高速、高空飞行中红旗舒展又平整。508所研制团队想到，柔性的阅兵红旗在高速气流中飞行，与航天器回收降落伞的工作原理有一定的相似之处，通过应用流固耦合仿真分析等降落伞设计方法和思路，就能完美地呈现阅兵红旗的英姿。最终，他们选择在旗面尾部增加“风兜”结构，旗面在高空飞行时，“风兜”充气张满，增加旗面的气动稳定性。
最终，一面面鲜艳的红旗平整地飘过天安门上空，呈现在全国乃至全世界人民面前，展现出大国大党风采。
大型庆典中，常见五院508所的身影。
比如，庆祝新中国成立50、60周年大会上稳稳飘立在天安门广场的大型充气灯笼，纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年阅兵式上飞过天安门上空的巨幅红旗，庆祝中国共产党成立100周年大会上飞过天安门上空的巨幅党旗、标语，2022年北京冬奥会主火炬“飞扬”的试验验证等。五院508所以“精精益求精，万万无一失”的精神品质，为历次重大政治任务的圆满成功贡献航天力量。
不仅如此，近些年恰逢商业航天崛起。商业航天飞行器、无人机上所需要的高可靠、低成本伞降减速系统，均依托于航天器回收着陆技术。在保障传统任务基础上，回收着陆团队已经越来越多回应市场需求，开发全新应用场景，探索全新技术手段。
面向未来重塑核心技术体系
凡是过去，皆为序章。
今天，常挂回收着陆人嘴边的词，已经不是“降落伞”，而是“柔性展开系统”。在这套系统中，降落伞和气囊只是其中专门实现减速、着陆功能的部分。
“我们这个专业实际上干的是平台技术、系统技术，是多学科融合的技术。”贾贺分析，其中至少涉及材料、结构、动力、电子等多方面的知识，需要整合多方力量向前探索。
“有人觉得，你们就踏踏实实搞回收着陆不就完了吗？为什么要干那么多‘分外之事’？”贾贺说。
他对记者回忆起，“人民科学家”叶培建院士的一番长谈。“叶院士问我，‘我们掌握的是世界前三的技术，如果把平台做小了，你自己服气吗？’‘我们不干这些事谁来干？’”
的确，放眼整个世界，能掌握进入、减速与着陆技术的，只有3个国家。此前，无论是天问一号所携带的“祝融号”火星车在火星成功着陆，还是嫦娥六号在人类历史上首次实现月球背面采样返回，背后都有这些技术的支撑。
面向未来的改革，“核心技术体系的重塑”就这样徐徐铺展开。
在五院508所领导支持下，研究室明确了3个技术方向。一是超声减速技术，二是柔性展开结构，三是综合评价。
每个方向都有现实需求为支撑。以柔性展开技术为例，随着中国发射卫星越来越多，在卫星结束使命离轨时，可以使用增阻离轨技术，用柔性球增加阻力，推动卫星离轨。再如综合评价方面，对于航天科技的各个环节来说，都需要进行更科学合理的评估，如今团队正在探索柔性传感等更先进的手段，以更精准地自动感应降落伞受力情况、舱体健康态势等。
改革需要人才队伍建设。回收着陆团队已经为青年科技人才逐步建立起了成长梯队，从“晨光”到“阳光”到“极光”，青年人可以在这里逐步成长为领军人才。近3年间，研究室新进硕士、博士多达19人。
重大使命之下，是一支精干的队伍。研究室仅有125人，其中包括了研究人员、设计人员、工艺人员、检验人员、测试人员、试验人员等。但是，“别看我们人少，从论证开始，到设计、加工、实验、验证直到最后的保障、评价，全链条都可以在我们团队内完成闭环。”
如今，这个团队既有集团公司重点实验室、北京市创新工作室，又有北京市技能大师工作室，从技术创新到系统设计、人员培养，都打造了完整的体系。
发展需求带来更多新任务，也为研究室提供了锻炼人才的机会。贾贺分析，宇航领域的任务，能让人才学好规矩，建立系统观念、研究思路，培养做工程的能力；市场上的任务，如商业航天等，可以对新技术新方法进行探索与验证，可以锻炼人才创新实践的能力。
“我们认为，这支队伍既不能只专注于新颖的理论，也不能固守工程领域，两者之间应该是耦合关系，是相互促进的。”贾贺说，研究室如今建立的体系，在高成熟度、高可靠度的任务和很前沿、很创新的探索间架起了桥梁。
一个让他感到欣喜的变化是，过去团队成员不爱参加各领域会议，“总觉得和自己做的事不搭界”；如今大家经常主动去参加非常前沿领域的会议，广泛听取各行各业的创新成果，“大家开始互相激发，探索未来无限的可能。”
从一顶“大伞”开始，这个团队踏上了往更远深空探测的征途。
(李 莉参与采写 本报记者 刘少华 来源：人民日报海外版) 【编辑:叶攀】