任昕宇 罗维玮 科技日报记者 付毅飞
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据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。7时9分，神舟十五号航天员费俊龙、邓清明、张陆全部安全顺利出舱，健康状态良好。神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功，“圆梦乘组”平安凯旋。
这是我国空间站转入应用与发展阶段后的首次返回任务。记者从中国航天科技集团五院了解到，该院的GNC（制导导航与控制）分系统、热控分系统、结构机构分系统、回收着陆分系统、测控通信分系统、数管分系统、总体电路分系统等各支技术队伍密切配合、协同作战，确保了任务圆满成功。
返回五阶段步步“精心”
据五院载人飞船回收试验队总体负责人彭华康介绍，神舟十五号载人飞船返回，分为分离、制动、再入、减速、着陆缓冲五个阶段，环环相扣，步步“精心”。
其中，在分离阶段，此次返回仍然延续神舟十三号以来的“快速返回方案”，即神舟十五号在与空间站组合体分离后，绕地球飞行5圈后开始返回地面。随后，飞船返回舱与轨道舱分离。
制动阶段，神舟十五号延续了神舟十二号以来的预测-校正双环制导方式，使返回舱以精确计算的再入角度进入地球大气层，推进舱在穿越大气层时烧毁。
再入阶段，舱上自带的发动机将返回舱调整为大底朝前的配平状态，以升力控制的方式再入。在再入过程的“黑障区”，返回舱与地面信号中断，研制团队设计了一套全自动的处理方式，保证舱体顺利穿越“黑障”。
减速阶段，当返回舱距离地面10公里左右时，引导伞、减速伞和主伞相继打开，将速度降低到每秒几米。
着陆缓冲阶段，返回舱距离地面1米左右时，反推发动机向下点火，使返回舱进一步减速，最终以每秒1至2米的速度着陆。
为确保任务万无一失，试验队提前进行了四次全流程桌面推演和三次全系统综合演练，针对返回过程故障、着陆环境异常、处置工序故障三大类故障模式，准备了20多种处置预案。
新一代GNC系统能“指哪儿打哪儿”
返回再入GNC技术直接关系航天员的生命安全。以此次返回任务告捷为标志，我国GNC系统完成了全面更新换代。
我国的飞船返回再入GNC技术共经历了两代。第一代被称为“标准弹道自适应制导方法”，在从神舟一号到神舟十一号的11艘飞船上应用。神舟十二号至神舟十五号这一批次的4艘神舟飞船，采用的是“自适应预测制导方法”，即第二代返回再入技术。
“采用二代返回技术后，最差返回精度比一代最好的都好。”五院载人飞船系统副总设计师胡军说，采用一代技术，当出现大范围的轨道条件变化时，就需要地面进行人工干预；而二代GNC系统则可以自主适应，体现在返回精度上，可以说能做到“指哪儿打哪儿”。
记者了解到，该技术此前已经在我国新一代载人飞船、嫦娥五号等型号中得到了验证。4艘神舟飞船连续精准降落，进一步证明了该方法的科学性、稳定性、先进性和强适应性。
“生命之伞”持续优化
从1999年神舟一号成功发射返回至今，由五院508所研制的特大型降落伞已为神舟飞船奉献了15次绽放，其中10次护佑航天员归来。红白相间的巨大伞花，是对航天员生命托付的最美答案。
这顶“生命之伞”伞衣面积达1200平方米，若在地面铺展开来，大约可覆盖三个篮球场。
1992年载人航天工程立项后，为载人飞船研制降落伞提上了日程。该任务挑战极大，技术指标要求非常高。508所回收着陆分系统研制团队苦攻多年，终于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。
多年来，研制团队对该降落伞持续创新优化。在神舟十二号到神舟十五号这批飞船任务中，回收着陆分系统批次产品研制涉及5大类共12项技术状态更改。
“我们一步都不能错”
“返回舱的处置关系到航天员的安危，我们一步都不能错。”这是五院载人飞船回收队伍始终如一的信条。
返回舱的回收工作是整个载人飞行任务的最后一环。为迎接清晨归来的神舟十五号，回收试验队夜里出发、凌晨就位，并提前开展了夜间戈壁滩行驶的专项安全培训，专门针对戈壁滩夜间低温的情况做好预案。
随着神舟十五号载人飞船返回舱成功着陆，试验队迅速到达返回舱落点，第一时间对舱体进行状态检查，确认舱外无危险源后打开舱门，随后对舱内状态进行检查。航天员出舱后，试验队迅速执行各项操作步骤，对返回舱进行处置。待返回舱装车运回指定地点后，他们将继续完成相关操作。为强化返回舱现场处置流程管理，试验队员提前对处置流程与预案等相关文件进行了细致的优化与完善。
神舟十五号载人飞船于2022年11月29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名航天员在轨驻留期间，完成大量空间科学实（试）验，进行了4次出舱活动，圆满完成舱外扩展泵组安装、跨舱线缆安装接通、舱外载荷暴露平台支撑杆安装等任务，配合完成空间站多次货物出舱任务，为后续开展大规模舱外科学与技术实验奠定了基础。作为迄今为止执行任务时平均年龄最大的航天员乘组，他们不仅刷新了中国航天员单个乘组出舱活动次数的纪录，还见证了中国空间站全面建成的历史时刻。
