2022年4月16日上午，一朵“紅白傘花”緩緩降落在内蒙古的東風着陸場，神舟十三号載人飛船成功着陸，3名航天員安全回家。醫監醫保人員對航天員進行狀态檢查後，3名航天員表示：“感覺良好。”

從距離地面300多公裡的太空穿越大氣安全着陸，這也是神舟系列飛船順利執行的第八次載人飛行任務。作為中國空間站關鍵技術驗證階段發射的第二艘載人飛船，神舟十三号也是駐留太空時間最久的神舟飛船。在此次飛行任務中，神舟十三号載人飛船實現了多個“首次”。

在返回過程中，同步點火、慣性導航、3個籃球場大小的降落傘等“黑科技”設備也順利完成任務，護航神舟十三号航天員乘組平安“回家”。

4月16日，神舟十三号載人飛船返回艙在東風着陸場預定區域成功着陸。圖/IC photo

4台反推着陸發動機完成關鍵“刹車”

着陸反推發動機是神舟十三号飛船上的重要設備，着陸反推發動機能否成功點火和正常工作，是決定航天員能否安全回家的“最後一棒”，也決定着飛行任務的最終成敗。

“這是我們的發動機在軌時間最長的一次，我們必須确保發動機的高可靠性和高安全性，從而保證飛船返回艙‘走穩’歸航路。”談起與前幾次任務的不同時，中國航天科技集團八院動力所項目指揮孫福合表示，從神舟十二号的33天到神舟十三号的183天，超長時間的太空待機将給發動機帶來極大的挑戰。

太空環境複雜，着陸反推發動機随返回艙升空後将經曆長時間太空繞行、下降返回等多次複雜的環境考驗，對發動機的環境适應性要求極高。“雖然我們有着研制着陸反推發動機的深厚基礎，對相關的結構也都再熟悉不過，但我們還是給發動機羅列了所有可能會遇到的環境條件，并為其策劃了全面的考核試驗，以此來确保發動機在運輸、裝卸、貯存、使用過程中的結構完整性和可靠性。”孫福合說。

據介紹，為适應在軌飛船的空間環境，設計師們對發動機進行了嚴格的環境模拟試驗；為了确保發動機點火的安全可靠，進行了安全裕度驗證試驗；為了确保發動機的高可靠性，進行了發動機的高溫烤爆試驗等。

神舟十三号返回艙艙體安全平穩落地。圖/IC photo

同時，返回艙的着陸過程對于航天員來說也是個不小的挑戰。在經曆灼燒、黑障、開傘減速等程序後，返回艙仍然以近9米/秒的速度下降。而此時航天員是背朝下方面朝天地坐在返回艙裡，如此高的着陸速度将損傷航天員的頸椎。為了确保他們的安全，必須進一步降低沖擊。而這一關鍵的“刹車”過程就由4台反推着陸發動機完成。

為此，動力所的設計人員設計了一套出色的“刹車”動作：在返回艙距離地面1米時，4台反推着陸發動機必須在 10 毫秒内同時點火，大量燃氣的積聚将在燃燒室内形成高壓，最終從尾部的噴口中噴出，以反推力來減緩落地速度。

每台都能在瞬間産生大約3噸的巨大推力，4台一起工作，就有十多噸的推力。這股巨大的反推力有效地抑制了返回艙的下墜勢頭，大大降低了飛船的下降速度，減輕了航天員着陸過程中受到的過載沖擊，提高了返回艙降落過程中最後一個環節的安全性。

慣性導航設備精準定位東風着陸場

從飛船與空間站分離開始到精準降落在東風着陸場，整個飛行過程都離不開慣性導航設備。

據中國航天科技集團九院介紹，航天九院13所研制的光纖慣性測量單元是飛船GNC分系統的關鍵單機，用于測量飛船的角速度和加速度，通過給出準确測量信息，為宇航員準确返回着陸場提供關鍵數據信息，助力飛船成功進入返回軌道，确保飛船精準落地。

此外，航天九院16所（7171廠）研制的二浮慣性測量單元位于飛船返回艙内，是飛船空間穩定運行和安全返回的關鍵單機，通過實時測量飛船的運動信息，精确控制飛船的姿态和速度，為飛船穩定運行和安全返回提供可靠保障。

神舟十三号返回艙安全降落在東風着陸場預定區域。圖/IC photo

值得注意的是，返回過程中，艙内設備中的控制管理、醫學保障、語音通話等都對飛船和航天員至關重要。實現這些功能，離不開航天九院771所研制的數管分系統中央單元、艙載醫監設備主機、話音處理組件等單機。

記者了解到，數管分系統中央單元相當于飛船神經中樞，通過系統總線，完成對數管分系統及其他分系統設備的控制管理，實現各類數據及指令的存儲、控制、處理和轉發。艙載醫監設備主機是航天員生理信息測量系統的數據處理中心，相當于臨床護士，負責接收航天員的生理健康指标信号，實現醫學監督與保障。話音處理組件安裝在航天員的通信頭戴裝置内，配置雙麥克、雙耳機，為航天員在返回過程中與地面站保持語音聯絡提供有力保障。

應急數據記錄器也是艙内重要設備之一。由航天九院704所設計的應急數據記錄器，記錄并存儲着飛船返回地球全程的重要數據，包括聲音、艙内氣壓、溫度、濕度、飛船姿态、各種設備工作狀态以及航天員在儀表上的操作等。即便是承受強沖擊、超高溫火燒和落入深海後長時間浸泡的惡劣組合條件下，存儲的數據依然能被完整讀取。

世界上最大環帆傘保障航天員安全落地

降落傘産品是神舟飛船回收着陸分系統關鍵産品，生産過程複雜，關鍵控制環節多，從加工、包裝到裝配均為手工操作。此次從天而降的“紅白傘”則是由航天科技集團五院508所神舟飛船回收着陸分系統研制團隊制作而成。

“打開降落傘穩穩落地”是航天員“回家”的最後一道程序。在返回過程中，傘艙蓋打開後，先拉出引導傘，再拉出減速傘。減速傘工作數秒以後會和返回艙分離，并拉出主傘，通過主傘，返回艙的落地速度會逐漸降低。

世界上最大環帆傘保障航天員安全落地。圖/IC photo

記者了解到，此次護航神舟十三号的主傘面積達1200平方米，由1900多塊傘衣拼接而成，全部展開後可以覆蓋3個籃球場，拉直長度近70米，能夠橫跨足球場，是世界上最大的環帆傘。

降落傘的加工是神舟飛船研制過程的關鍵一步。怎樣在有限的空間裡保證1200平方米主傘的所有尺寸精準到位是最讓團隊頭疼的問題。航天科技集團五院508所降落傘研制中心組長楊霞，主要負責神舟十三号降落傘工藝的編制，以及設計加工工藝流程、細化工序内容，制定生産階段的産品質量保證控制措施，解決降落傘加工過程中的技術難題。

據她介紹，在産品複查環節，該團隊成員要從降落傘生産的全流程複查産品每一個零部件加工的一緻性狀态，要保證 96 根徑向帶加工後的線迹松緊度一緻，确保每一根徑向帶長度一緻，确保産品質量萬無一失。

新京報記者 張建林

編輯 陳靜 校對 劉軍