為神舟飛船造一頂“大傘”

　　——走進中國航天科技集團五院508所航天器回收著陸團隊

　　11月4日凌晨1時24分，神舟十八號載人飛船安全返回地球。

　　在神舟十八號返回艙距地面10公里左右時，返回艙的引導傘、減速傘和主傘相繼打開，傘的面積從幾平方米到1200平方米。就此，紅白條紋的神舟大傘，帶著返回艙緩緩降落。

　　“載人航天，人命關天”。作為“生命之傘”，神舟大傘已為神舟系列飛船綻放整整18次，見證了中國載人航天從無到有、從無人飛行到載人飛行、從單船飛行到組合體穩(wěn)定運行、從空間實驗室到空間站建造的發(fā)展巨變，一次次護佑著航天員的安全。

　　神舟大傘背后的研制團隊，來自中國航天科技集團五院508所。這里的航天器回收著陸技術研究室是國內唯一專業(yè)從事航天器進入減速與著陸技術的研制團隊，有著多個“第一”——第一個完成探空火箭的回收，第一個解決人造衛(wèi)星“看得見”的問題，第一個完成返回式衛(wèi)星的回收，第一個完成遠程運載火箭數(shù)據(jù)艙的回收，第一個完成無人、載人、多人飛船的回收著陸，第一個完成探月返回器的回收，第一個完成火星進入器的減速著陸……

　　在神舟十八號載人飛行任務取得圓滿成功之際，本報記者采訪了這個團隊，聆聽神舟大傘背后的故事。

　　將1200平方米降落傘塞進“冰箱”

　　對研制團隊來說，通往星辰大海的旅程，首先是點點滴滴細節(jié)。天空中完美綻放的神舟大傘，始自一筆一畫、一針一線。

　　在五院508所，記者見到了正在為神舟飛船后續(xù)任務加工的降落傘。摸上去非常輕薄，工作人員解釋，用的是高強錦絲綢，與神舟十八號所用“大傘”材料一模一樣。

　　兩個維度看“大傘”。

　　一個是空間。大，是神舟大傘的突出特點。這個巨型降落傘在地面鋪展開來大約可覆蓋三個標準籃球場，是目前國內面積最大、相對質量最輕，開傘程序控制和加工包裝工藝最復雜，開傘動壓包絡范圍最大的航天器降落傘。整個傘由1900多片傘衣、90多條徑向帶、20多條緯向帶、96根傘繩構成，制作工序就有30多道，縫線總和長達10公里。

　　一個是時間。如此巨大的降落傘，從冰箱大小的傘包到綻放成完美的傘花，過程只有短短數(shù)十秒，背后是設計人員數(shù)年的計算與試驗、加工人員數(shù)月的縫制以及包傘人員數(shù)日的包裝。

　　這是無數(shù)人心血的結晶。當年，經(jīng)過8年攻關，研制人員才攻克了特大型降落傘的設計、制造、試驗、總裝等多項技術難關。要完成大傘成品，前后需要30多個制作工序、20多個包裝工序和40多個裝配工序。

　　桌上，擺著一張圖紙。北京市大師工作室負責人牛國永告訴記者：“我們的圖紙，專業(yè)干機械制圖的也不一定能畫，實操性要求非常高?！?/p>

　　“為航天員織就回家的路。”降落傘研制中心的墻上，寫著這樣一句話。傘衣需要十幾個工人密切配合加工4個月才能完成，一針一線都苛求完美。航天產(chǎn)品對工藝水平的要求極高，除了傘衣材料，還有很多加工方面的難題。如今，他們在裁剪、縫紉、包傘等方面形成了一套完整、規(guī)范的流程和工藝方法。

　　這個細致入微的活，需要默默付出的熟練工種。比如，去年剛剛退休的降落傘工藝負責人于堯炳，在這個崗位上一干就是40年，僅參與返回任務的神舟飛船就有15艘之多。

　　制作好的傘衣，在晾傘之后便開始包裝。就在眼前長長的操作臺上，工人們包好了一頂頂降落傘。據(jù)牛國永描述，折疊神舟十八號傘衣的場面很是壯觀——“20個人像劃龍舟那樣喊著號子一起疊，一幅一幅地疊，必須同步、一致，要保證傘衣環(huán)幅平坦整齊，傘衣無漏折，邊緣無內折?！?/p>

　　傘衣折疊完成后開始梳理傘繩。神舟飛船降落傘一共有96根傘繩，每根傘繩的長度將近50米。將這又長又多的傘繩理順，是保證降落傘打開時，傘繩拉出過程不打結不纏繞的關鍵。

　　把傘衣裝進傘包，需要3個人同時操作，裝填過程既要均勻有序，又要充實飽滿，不留空隙。裝填時，壓力包傘機會用數(shù)噸重的壓力壓傘包8小時，最終傘包大小只有家用冰箱的一半。

　　傘包裝好之后，只有一次打開的機會，那就是飛船返回時。這客觀上要求整個包傘過程的每一道工序都不可逆。每完成一道工序，都要逐項檢查，材料使用、線跡形式、線跡密度、縫紉質量是否滿足要求，就連捆扎傘衣、傘繩所用線繩打結的方式和預留的長度，都需要一絲不茍全部檢查到位。

　　研制團隊在人員資質準入、檢驗、操作實施等方面持續(xù)嚴格控制，操作過程全程錄像監(jiān)控，全工序拍照記錄，并制作成包傘、總裝圖冊，進行多船狀態(tài)實時對比，以確保全過程嚴格受控，狀態(tài)可追溯。

　　架設從太空安全回家的路

　　“自由探索寰宇，安全往返家園?！?/p>

　　走進五院508所航天器回收著陸技術研究室，第一眼是這樣一行字。

　　研究室成立于1958年。迄今已圓滿完成探空火箭、返回式衛(wèi)星、載人航天、深空探測等多項國家重大任務，使我國成為世界上第三個獨立掌握航天器回收著陸技術的國家，保證了航天器安全著陸，確保了航天員平安返回。

　　研究室的墻上記錄著，在漫長時間里，一代代航天人接力奮斗，承擔我國各類航天器的回收著陸重任，架設安全可靠的太空回家之路。從1958年至今，用60多年時間里完成了回收著陸技術發(fā)展五步走。

　　第一步，探空火箭回收。1959年7月10日，提出T7M探空火箭研制任務，以此探索液體探空火箭研制的技術途徑，該型號也是我國航天器回收著陸技術的啟蒙型號；1960年4月17日，T7M-003探空火箭發(fā)射升空并成功降落在東海之濱，這是我國航天器回收著陸歷史上的首次成功；1966年發(fā)射的兩枚T-7A火箭，成功實現(xiàn)了我國首批次小狗上天的回收著陸任務。

　　第二步，大型試驗數(shù)據(jù)艙回收。1980年5月18日，在我國首次遠程火箭全程試驗中，實現(xiàn)了從南太平洋成功回收數(shù)據(jù)艙。在我國大型試驗數(shù)據(jù)艙回收系統(tǒng)研制中，五院508所先后參加了40余次發(fā)射，全部完成回收任務，使航天器回收著陸技術得到了進一步發(fā)展。

　　第三步，返回式衛(wèi)星的回收。1976年12月10日，首次成功完成科學實驗衛(wèi)星回收艙的回收任務，使我國成為世界上第三個實現(xiàn)衛(wèi)星回收的國家。2024年10月11日，我國首顆可重復使用返回式試驗衛(wèi)星——實踐十九號衛(wèi)星在東風著陸場成功回收，通過飛行驗證突破了可重復使用、無損回收等多項關鍵技術，驗證了新一代高性能可重復使用返回式空間試驗平臺各項技術指標，達到了各項預期試驗效果。截至目前，五院508所先后完成了我國所有7個型號返回式衛(wèi)星回收系統(tǒng)的研制，參加了26次發(fā)射飛行試驗，成功率達到100%。

　　第四步，載人飛船返回。1999年11月20日，神舟一號無人試驗飛船發(fā)射，第二天成功降落在著陸場，回收著陸系統(tǒng)首次圓滿完成飛船回收與著陸任務；2003年10月15日，神舟五號發(fā)射升空，第二天，返回艙載著我國首位航天員楊利偉安全著陸，圓了中華民族的千年飛天夢想；截至2024年11月4日，神舟十八號載人飛船順利返回，我國已成功完成了18艘神舟飛船的飛行任務。五院508所研制的回收著陸系統(tǒng)不辱使命，使我國航天器回收著陸技術再上新水平，躋身世界前列。

　　第五步，繞月飛行試驗器回收。2014年11月1日，嫦娥五號飛行試驗器在完成繞月旅行后，以接近第二宇宙速度進入大氣層，并采用半彈道跳躍的方式再次返回地球家園。這是我國首次進行航天器深空飛行后回收著陸，標志著航天器回收技術達到了能夠滿足深空探測返回的水平，是我國航天器回收技術發(fā)展的重要里程碑。之后嫦娥四號世界首次著陸月背、嫦娥五號我國首次月面采樣返回、嫦娥六號世界首次月背采樣返回，為我國后續(xù)深空探測奠定堅實基礎。

　　如今，回收著陸技術正在繼續(xù)支撐我國載人月球探測、小天體采樣返回、其他行星的進入減速與著陸任務。

　　“你看我們實驗室，隨著時間積累、任務變化，技術一直在發(fā)展，名字一直在變化。”團隊負責人賈賀對記者分析，他指著2019年9月設立的“航天進入減速與著陸技術實驗室”標牌跟記者說：“‘進入’、‘減速’然后‘著陸’，這個名字的變化，反映出隨著國家往更遠的深空探測，我們的技術不斷創(chuàng)新?！?/p>

　　然后他指著實驗室墻上掛著的一代代老科學家、技術人員們的名字說：“我們是站在前輩的肩膀上繼續(xù)前行的?！?/p>

　　航天科技成果應用多個領域

　　放眼歷史，航天技術不僅推動人類太空探索和發(fā)現(xiàn)之旅，而且成果廣泛應用于多個領域。

　　研究室照片墻上數(shù)十張精挑細選的圖片，展示著五院508所航天器回收著陸團隊多年來的成果。其中兩張，是在慶祝新中國成立70周年閱兵活動中，空中護旗梯隊的三架直-8直升機分別懸掛中國共產(chǎn)黨黨旗、中華人民共和國國旗、中國人民解放軍軍旗，飛過天安門廣場上空。

　　看似尋常最奇崛。直升機懸掛的巨幅紅旗最長達9米、寬達6米，在高空中以每小時160公里到180公里的速度飛行，巨幅旗幟尾部會產(chǎn)生劇烈抖動，受到很強的沖擊，不但難以保證平整，使旗幟邊緣受損，甚至可能撕裂整個旗幟。

　　如何解決這個問題？

　　先是旗面材料。508所選擇的正是航天器降落傘傘衣用的高強錦絲綢，它可以適應高速氣流的沖刷，保證旗面平整無損。考慮到這種材料的透光度太強，高空飛行起來的展示效果并不完美，508所與材料廠家合力攻關，在原布料上采用了特制涂料工藝，從地面看過去旗幟圖案清晰可見。

　　還要保證在高速、高空飛行中紅旗舒展又平整。508所研制團隊想到，柔性的閱兵紅旗在高速氣流中飛行，與航天器回收降落傘的工作原理有一定的相似之處，通過應用流固耦合仿真分析等降落傘設計方法和思路，就能完美地呈現(xiàn)閱兵紅旗的英姿。最終，他們選擇在旗面尾部增加“風兜”結構，旗面在高空飛行時，“風兜”充氣張滿，增加旗面的氣動穩(wěn)定性。

　　最終，一面面鮮艷的紅旗平整地飄過天安門上空，呈現(xiàn)在全國乃至全世界人民面前，展現(xiàn)出大國大黨風采。

　　大型慶典中，常見五院508所的身影。

　　比如，慶祝新中國成立50、60周年大會上穩(wěn)穩(wěn)飄立在天安門廣場的大型充氣燈籠，紀念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵式上飛過天安門上空的巨幅紅旗，慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年大會上飛過天安門上空的巨幅黨旗、標語，2022年北京冬奧會主火炬“飛揚”的試驗驗證等。五院508所以“精精益求精，萬萬無一失”的精神品質，為歷次重大政治任務的圓滿成功貢獻航天力量。

　　不僅如此，近些年恰逢商業(yè)航天崛起。商業(yè)航天飛行器、無人機上所需要的高可靠、低成本傘降減速系統(tǒng)，均依托于航天器回收著陸技術。在保障傳統(tǒng)任務基礎上，回收著陸團隊已經(jīng)越來越多回應市場需求，開發(fā)全新應用場景，探索全新技術手段。

　　面向未來重塑核心技術體系

　　凡是過去，皆為序章。

　　今天，常掛回收著陸人嘴邊的詞，已經(jīng)不是“降落傘”，而是“柔性展開系統(tǒng)”。在這套系統(tǒng)中，降落傘和氣囊只是其中專門實現(xiàn)減速、著陸功能的部分。

　　“我們這個專業(yè)實際上干的是平臺技術、系統(tǒng)技術，是多學科融合的技術?！辟Z賀分析，其中至少涉及材料、結構、動力、電子等多方面的知識，需要整合多方力量向前探索。

　　“有人覺得，你們就踏踏實實搞回收著陸不就完了嗎？為什么要干那么多‘分外之事’？”賈賀說。

　　他對記者回憶起，“人民科學家”葉培建院士的一番長談?！叭~院士問我，‘我們掌握的是世界前三的技術，如果把平臺做小了，你自己服氣嗎？’‘我們不干這些事誰來干？’”

　　的確，放眼整個世界，能掌握進入、減速與著陸技術的，只有3個國家。此前，無論是天問一號所攜帶的“祝融號”火星車在火星成功著陸，還是嫦娥六號在人類歷史上首次實現(xiàn)月球背面采樣返回，背后都有這些技術的支撐。

　　面向未來的改革，“核心技術體系的重塑”就這樣徐徐鋪展開。

　　在五院508所領導支持下，研究室明確了3個技術方向。一是超聲減速技術，二是柔性展開結構，三是綜合評價。

　　每個方向都有現(xiàn)實需求為支撐。以柔性展開技術為例，隨著中國發(fā)射衛(wèi)星越來越多，在衛(wèi)星結束使命離軌時，可以使用增阻離軌技術，用柔性球增加阻力，推動衛(wèi)星離軌。再如綜合評價方面，對于航天科技的各個環(huán)節(jié)來說，都需要進行更科學合理的評估，如今團隊正在探索柔性傳感等更先進的手段，以更精準地自動感應降落傘受力情況、艙體健康態(tài)勢等。

　　改革需要人才隊伍建設。回收著陸團隊已經(jīng)為青年科技人才逐步建立起了成長梯隊，從“晨光”到“陽光”到“極光”，青年人可以在這里逐步成長為領軍人才。近3年間，研究室新進碩士、博士多達19人。

　　重大使命之下，是一支精干的隊伍。研究室僅有125人，其中包括了研究人員、設計人員、工藝人員、檢驗人員、測試人員、試驗人員等。但是，“別看我們人少，從論證開始，到設計、加工、實驗、驗證直到最后的保障、評價，全鏈條都可以在我們團隊內完成閉環(huán)?！?/p>

　　如今，這個團隊既有集團公司重點實驗室、北京市創(chuàng)新工作室，又有北京市技能大師工作室，從技術創(chuàng)新到系統(tǒng)設計、人員培養(yǎng)，都打造了完整的體系。

　　發(fā)展需求帶來更多新任務，也為研究室提供了鍛煉人才的機會。賈賀分析，宇航領域的任務，能讓人才學好規(guī)矩，建立系統(tǒng)觀念、研究思路，培養(yǎng)做工程的能力；市場上的任務，如商業(yè)航天等，可以對新技術新方法進行探索與驗證，可以鍛煉人才創(chuàng)新實踐的能力。

　　“我們認為，這支隊伍既不能只專注于新穎的理論，也不能固守工程領域，兩者之間應該是耦合關系，是相互促進的。”賈賀說，研究室如今建立的體系，在高成熟度、高可靠度的任務和很前沿、很創(chuàng)新的探索間架起了橋梁。

　　一個讓他感到欣喜的變化是，過去團隊成員不愛參加各領域會議，“總覺得和自己做的事不搭界”；如今大家經(jīng)常主動去參加非常前沿領域的會議，廣泛聽取各行各業(yè)的創(chuàng)新成果，“大家開始互相激發(fā)，探索未來無限的可能?！?/p>

　　從一頂“大傘”開始，這個團隊踏上了往更遠深空探測的征途。

　　(李 莉參與采寫 本報記者 劉少華 來源：人民日報海外版)