神舟十三號載人飛船返回艙順利返回著陸

助力航天員完成返回前準(zhǔn)備工作

在撤離之前，航天員需要完成一系列的準(zhǔn)備工作，主要是空間站組合體無人駐留的狀態(tài)設(shè)置，例如對暫時不用的工具和設(shè)備進(jìn)行打包，固定好艙外航天服及出艙工具，對各類閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)等。

神十三航天員乘組在返回前整理物資

為了將這些工作一次做對、做好，在執(zhí)行每一項操作時，在軌支持中心工作人員都需要與在軌航天員同步進(jìn)行檢查和確認(rèn)。在空間實驗室時期，對于一些定向攝像機(jī)無法拍到的死角位置，由于地面工作人員無法看到具體畫面，航天員只能依靠口頭描述與地面相互確認(rèn)，工作效率低。如今在空間站核心艙組合體內(nèi)，有了全覆蓋的WIFI網(wǎng)絡(luò)，航天員可以使用手持?jǐn)z像機(jī)拍到艙內(nèi)的任何一個角落。

航天員翟志剛通過手持?jǐn)z像機(jī)與地面溝通

通過天和核心艙強(qiáng)大的中繼終端和天鏈中繼衛(wèi)星，圖像將被實時傳回地面，工作人員通過實時雙向視頻通話與在軌航天員高效協(xié)同，幫助在軌航天員又快又好地完成撤離前的狀態(tài)設(shè)置工作。

返回前，地面工作人員與航天員天地通話

控制返回艙精準(zhǔn)定位完成撤離

與神舟十二號不同，神舟十三號停泊于天和核心艙節(jié)點(diǎn)艙的徑向?qū)涌?。在分離撤離階段，由于受到核心艙與貨運(yùn)飛船艙體及太陽帆板的遮擋，此時的飛船天線可能“看不見”頭頂正上方的中繼衛(wèi)星，因此無法建立高速中繼通信鏈路。為了解決這一問題，飛船在從核心艙徑向?qū)涌诜蛛x撤離前，將與核心艙建立起雙向高速點(diǎn)對點(diǎn)的空空通信。此時的核心艙將肩負(fù)起“信使”的職責(zé)，將收到飛船的數(shù)據(jù)、圖像與話音利用核心艙自己的中繼鏈路傳回地面，同時將地面要發(fā)給飛船的指令和話音代收并轉(zhuǎn)發(fā)給飛船，直到飛船建立起自己的中繼通信鏈路。

神舟十三號與核心艙徑向?qū)?/p>

在撤離時，為了精確控制繞飛，飛船不僅需要知道自己在哪，還需要知道自己離核心艙有多遠(yuǎn)。核心艙與載人飛船均配置有北斗導(dǎo)航定位接收機(jī)，借助我國的北斗全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，核心艙與載人飛船都能夠準(zhǔn)確、實時地知道自己的位置。此外，核心艙還會借助空空通信告訴飛船自己在哪，這樣一來，飛船便可以精確地控制自己繞開核心艙。

神十三載人飛船撤離后采用快速返回方案

守護(hù)航天員搭乘返回艙安全著陸

在進(jìn)入返回軌道后，載人飛船將啟用自己的中繼終端，借助天鏈中繼衛(wèi)星系統(tǒng)，載人飛船可以實現(xiàn)接近全時段的測控覆蓋。在測控區(qū)內(nèi)，地面可對載人飛船進(jìn)行實時控制與狀態(tài)監(jiān)視，同時還能與航天員雙向通話，并通過傳回的圖像監(jiān)視艙內(nèi)外狀態(tài)。

地面全程監(jiān)控返回艙內(nèi)的神十三航天員乘組

在載人飛船的推進(jìn)艙與返回艙分離后，再入大氣層前，將在喀什地面站測控區(qū)內(nèi)完成再入前的最終狀態(tài)設(shè)置；返回艙出黑障后至落地前，將全程在東風(fēng)地面站的測控區(qū)范圍內(nèi)，指揮中心除了能對載人飛船進(jìn)行實時控制與狀態(tài)監(jiān)視外，還能與航天員進(jìn)行雙向話音通話；出黑障后，艙載無線電信標(biāo)機(jī)將開機(jī)，引導(dǎo)地面搜救分隊完成返回艙的定向。

喀什地面站

返回艙在落地后，利用北斗衛(wèi)星的導(dǎo)航信號完成精準(zhǔn)定位，再借助衛(wèi)星信標(biāo)機(jī)將位置信息發(fā)送給國際救援衛(wèi)星系統(tǒng)地面站，地面站可實時接收到返回艙地理坐標(biāo)，傳回指揮中心，引導(dǎo)搜救人員迅速找到返回艙。國際救援衛(wèi)星系統(tǒng)目前在軌工作衛(wèi)星數(shù)量超過70顆，其中包括了6顆中軌位的中國北斗衛(wèi)星，系統(tǒng)覆蓋了全球絕大部分區(qū)域，無論返回艙落在什么地方，都能迅速定位并抵達(dá)現(xiàn)場迎接返回的航天員們。

神舟十三號載人飛船返回艙著陸東風(fēng)著陸場

在神十三航天員乘組返回期間，測控通信工作者們承擔(dān)了對返回艙的飛行軌跡、姿態(tài)和工作狀態(tài)的測量、監(jiān)視與控制任務(wù)，提供與航天員進(jìn)行視頻和話音通信的通道，為本次任務(wù)劃上圓滿的句號，這背后是無數(shù)中國航天人的付出與智慧。

文/中國空間技術(shù)研究院總體設(shè)計部  應(yīng)樂、黃才

編輯/劉澤康