神舟十三号返回过程中,航天员能否安全落地备受关注。从主伞打开一直到返回舱落地的过程中,都将有实时的动态影像传回,这是怎么做到的?寻找返回舱时,又如何实现“舱落人到”?
多个环节完美配合
酒泉卫星发射中心落点景象测量分队操作手何宇正在对着一个电脑显示屏熟练演示着发现目标时的情况。利用这套光学设备系统,通过一个个布设的地面摄像机,他们可以从不同角度准确捕捉到返回舱返回过程中的最后十分多钟的实时动态影像,也就是从离地10公里左右时打开主降落伞一直到落地时的实时动态影像。
酒泉卫星发射中心落点景象测量分队高级工程师贾鹏说:“有几个比较关键的环节,一个是减速伞,还有引导伞和主伞的开伞过程,再下一个动作就是把防热底抛掉的动作,再往下是多余燃料的抛撒,最后马上要着地的时候,有反推发动机的点火,主要就是对这几个动作的拍摄,从开伞到落地的一个光学景象。”
据介绍,在神舟十二号之前的历次神舟飞船任务中,主要采取的是在核心区外——安全区布设设备,进行拍摄神舟飞船的返回过程,但由于布设位置较远,导致很多拍摄细节较为模糊;在核心区内拍摄,无法实时传回图像。而在神舟十二号任务时,搜救队伍已经凭借这套测量系统带来的绝对优势,为实现大系统“舱落人到”做好充分准备,一旦返回舱落地,搜救队员和医监医保人员迅速到位。
贾鹏介绍:“对于一些关键动作,比如主伞打开、抛防热大底、抛洒剩余燃料、反推发动机点火等,以前我们只能看遥测传回来的数据,判断这个动作做了没有。现在我们有了高清的画面,通过实时的画面我们可以印证指令的执行情况,为专家判断返回舱飞行状态提供更加直观可靠的依据。”
相比神舟十二号载人飞船返回,神舟十三号载人飞船采取快速返回的方式返回地球,落点区域可能发生较大变化,落点景象设备的布设难度较大,通信系统覆盖范围要求更高,同时对快速机动、紧急转场提出了更高的要求,这就需要多个环节完美配合。
酒泉卫星发射中心落点景象测量分队分队长曾强打了一个形象的比方:“我们布在下面的设备就是眼睛,是看、搜索和寻找神舟飞船的眼睛,后端的指挥舱里面的这些设备就是我们的大脑,大脑会告诉眼睛要去哪里找,这就是引导数据。大脑还要控制设备,找到目标以后要怎么显示目标的细节,怎么稳定的跟踪。在这大脑和眼睛中间的就是通讯系统,相当于我们的神经网络。我们的任务需要眼睛、大脑还有神经系统都非常稳定、非常流畅,衔接得非常好,就可以获得非常的清晰景象,并且能够稳定地传输。”
通过无人机模拟飞船返回训练操作
据了解,在满足天气情况的条件下,这些设备的作用范围可以达到20公里左右,用这些落点景象设备报出的飞船落点误差可以达到百米以内。曾强表示,神十二时报出的落点误差就很小,在神十三时,也争取报出更高的精度,为前方的搜索分队提供更加精准的落点参考,能够快速找到返回舱,找到航天员。
此外,为了将神舟飞船返回的精彩画面呈现出来,返回舱落点图像操作手必须做到精确捕获、稳定跟踪。在返回舱减速伞、引导伞、主伞打开过程中,由于落速变化快、姿态变化快,容易造成画面抖动,这就要求操作手反应快,定焦迅速、变焦柔和、跟踪稳定。但返回舱在太空中还未返回,又该如何训练呢?
贾鹏解释说,天空中的民航飞机和无人机都是他们练习搜寻的对象,“有飞机从上空过时,后端的操作手就可以把这些空中目标作为跟踪目标来训练对设备的操作,包括各种光学参数的一些调整,都是可以通过训练完成。我们还用无人机来操作,让它模拟飞船返回下落的速度,包括各种速度变化、状态变化。用无人机来模拟后端的设备操作训练,基本上能满足我们平时的训练要求。”
贾鹏说,神舟十二号任务时,更多只是局限于呈现高清影像以及提高最后落点的测量要求,通过对上次任务进行总结,在神舟十三号任务中还增加了一些高速摄影的相机,可以对返回舱的一些关键动作进行捕捉,实现从伞盖弹开到伞完全打开的瞬间捕获,同时还会避免视频卡顿。
贾鹏介绍:“上次布的设备没有这次这么多,这对通信系统的压力比较大,因为通信的带宽是固定的,所以我们主要是对前后端的通信模式进行了改进,将视频传输的带宽通过计算降低到上次任务占带宽的60%,这样就可以再架一部分设备,在同样保证图像质量相同的情况下增加设备,而且不会对网络造成很大的压力。”
来源:中国之声