东风着陆场 :中国载人航天飞行任务着陆场

更新时间:2023-06-07 21:20

东风着陆场(英文名:Dongfeng Landing Site),是中国载人航天工程载人飞船着陆场。位于内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗境内,面积约1.3万平方公里。

东风着陆场曾是四子王旗的备用着陆场。2016年6月26日,长征七号运载火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱在东风着陆场返回,东风着陆场首次在载人航天工程中被启用。2020年5月8日13时49分,新一代载人飞船试验船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆,东风着陆场首次执行的载人航天工程搜索回收任务圆满成功。2021年9月17日13时30分许,神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域,这是神舟飞船首次在东风着陆场着陆。 2024年4月30日,神舟十七号航天员乘组在与神舟十八号载人飞船航天员乘组完成在轨轮换后,成功返回东风着陆场。

东风着陆场地处巴丹吉林沙漠戈壁带,地域辽阔而且人烟稀少,“相比于四子王旗,这里更适合执行这次搜索回收任务。东风着陆场区地形多样,基本涵盖了需要进行试验的各种着陆地形,实践意义巨大。此外,东风着陆场建设维持费用低,搜救能力强,仅需一支搜救力量即可满足各任务段的搜救任务需求,不仅可以搜救飞船回收舱,还可以搜索火箭残骸和完成航天员应急搜救及常态化值守等任务。

建设历程

历史背景

1985年,国防科工委和中华人民共和国航天工业部再次提出载人航天工程。1992年以“神舟飞船”号为名的中国航天工程全面启动。江泽民总书记视察额济纳旗酒泉卫星发射基地,并题名“酒泉卫星发射中心”。1999年11月20日,中国第一艘无人试验飞船“神舟一号”在额济纳发射,11月21日在四子王旗草原成功着陆,圆满完成中国人的“飞天处女行”。此后除“神舟二号飞船”着陆点发生偏差,没有尽快找到外,无人飞船的前4次试验都为杨利伟的飞天打下了坚实基础。进入21世纪,随着中国载人航天工程的发展,需要选择新的航天着陆场。

选址建设

中原地区选择着陆场时,最初中央批准的地点位于河南省中部,王永志带队现场勘察时发现这里村庄多、树林密,认为不是理想的着陆场,应另选新址。经反复论证和重新勘察,主着陆场最终“落户”内蒙古自治区大草原。中国载人航天工程发展初期,只有神舟飞船一种航天器,在轨飞行时间不超过7天。为保证飞船返回时着陆场气象条件满足安全着陆要求,中国设置了主副两个着陆场,四子王旗着陆场为主着陆场,东风着陆场为副着陆场。1999年10月,神舟一号飞船发射前,东风着陆场航天员应急搜救工作技术分队成立。2003年,东风着陆场系统软硬件建设逐步完善,初步形成应急搜救体系。

基本情况

地理位置

东风着陆场位于内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗境内,东南部紧邻巴丹吉林沙漠,是巴丹吉林沙漠和戈壁带,地域辽阔人烟稀少,约有20000多平方公里。

地形特点

东风着陆场区地形多样,有沙漠、戈壁、山地,基本涵盖了需要进行试验的各种着陆地形,其实践意义非常大。着陆场区东西平均宽约120千米,南北长约190千米,从中可以选出几块区域作为着陆区。

此外,东风着陆场分为东、西两个区域,西区主要以戈壁地形为主,有利于搜救车辆通行。东区地形较为复杂,主要地形特征有软戈壁、梭梭林、盐碱地、草湖等,具有地域辽阔、人烟稀少的特点,平坦的地势利于直升机快速搜索与降落,能够实现“舱落人到”。

场区任务

东风着陆场的主要任务是为载人飞船返回舱选定安全的返回着陆场区,完成返回舱在返回着陆段的测控通信任务,搜索、寻找着陆后的返回舱,救援航天员,回收返回舱和有效载荷,并提供着陆场区的通信和气象保障服务。着陆场由主着陆场、副着陆场、陆上应急搜救、上升段海上应急搜救、通信和航天员医监医保六部分组成。

场区系统

基本系统

分类搜寻

在某一地域、海域、空域为寻找返回舱而进行的搜寻活动。可分为空中搜索、地面搜索和海上搜索。

医监医保

在返回舱着陆现场,协助航天员出舱并实施航天员医监医保和医护救护的过程。载人飞船返回舱降落至着陆场后,对航天员进行的医学监测和所采取的各种医疗卫生保健措施及健康维护活动。航天员返回地面后,机体生理发生由初期对地球重力的不适到重新调节恢复正常的过程。

收集转运

对从空间返回至地球特定区域的载人航天器、散落物和有效载荷等进行现场处置并转运至指定地点的活动。

标位装置

提供返回舱着陆位置和方位信息的装置。通常以收音机示位为主(如信标机等),辅以其它标位手段(如海水染色剂、闪光灯、发烟罐等)。

载荷回收

返回舱内搭载的任务规定的需要回收的物品。包括设备、物资、材料、制品以及信息载体等。载人飞船回收着陆分系统开始工作至返回舱着陆期间,从返回舱分离出的所有装置的总称。包括伞舱盖、引导伞、阻力伞、主伞、天线舱盖、防热大底等。

辅助系统

飞行搜救

载人航天器返回过程中可能会遇到各种各样的意外情况。在东风着陆场,飞船有可能着陆于地貌复杂地域,如山地、沙漠、盐碱地梭梭林地、水域等。搜救过程中可能遭遇复杂天气现象,如刮风、下雪、起沙尘等。这些复杂情况、困难工况与严寒天气、暗夜环境叠加,进一步增加了搜索任务组织实施的难度。东风着陆场看上去是平坦的大戈壁,实际上有许多干枯的梭梭树、高压输电线、低矮建筑、低碳钢丝围网,以及高低不平的地面等,对直升机夜间降落造成很大威胁。直升机降落时旋翼卷起的沙尘遮挡飞行员视线,直升机基本是盲降,粗砂和石子也容易导致直升机故障,因此降落过程风险很大。

空中搜索直升机一般配置7架:指挥机1架,通信机1架,搜救机1架,医学监督和医学保障机1架,医疗救护机3架,它们均安装了“北斗”卫星导航定位系统,动态信息可实时传回北京航天飞控中心,主要负责返回舱搜索和航天员救援。搜索方式在空间上形成重叠的3个层次:一是远距离搜索发现目标,在返回舱出黑障前,用雷达对返回舱进行跟踪测量,预报着陆点位置;二是中距离搜索发现目标,在返回舱出黑障后,利用统一S频段测量设备跟踪测量返回舱至主伞的开伞点,直升机甚高频定向仪接收信标信息并跟踪返回舱至落点;三是近距离搜索发现目标,以着陆点的预报位置为中心,用直升机定向仪和车载高频定向仪搜索寻找返回舱。地面搜救队通过服装颜色区分工作种类,红色工作服是着陆场系统的搜救人员,白色工作服是航天员系统的医学监督和医学保障(简称医监医保)人员,蓝色工作服是飞船系统的返回舱处置人员。

通信保障

东风着陆场地处西北戈壁深处,是一片约1.3万平方公里没有信号覆盖的无人区,分布有戈壁、沙漠、盐碱地、水域等十余种典型地形地貌,搜索难度大、横跨范围广。为了便于搜救分队快速机动,高效搜索,安全抵达,东风着陆场已经完成光纤网铺设,并正式投入使用。

着陆场优势

四子王旗着陆场相比,除了地理优势,东风着陆场还具备以下优势。

搜救力量

依托酒泉卫星发射中心建设东风着陆场,部署一支搜救力量,就可在发射、运行、返回各个任务段执行多样化搜救任务,不仅可以搜救飞船回收舱,还可以搜索火箭残骸和完成航天员应急搜救任务常态化值守。

此外,东风着陆场还有一支目前全国唯一的专业航天搜救力量。

维持费用低

东风着陆场建设维持费用低,搜救能力强。可以依托酒泉卫星发射中心的人力资源和测控、通信、气象、医疗、运输与后勤保障等设施设备,以规模有限的专业搜救力量为主,随时可组成功能体系完备、专业门类齐全的搜救队伍,能更好地统筹利用资源,既可降低着陆场建设和维持费用,又可保持强大搜救能力。

带动经济发展

东风着陆场位于戈壁大漠,这里人烟稀少、草场和耕地很少,米姓大规模经济建设规划,着陆场不仅不会影响地方原有的经济建设,还可通过发展航天旅游产业带动地方经济发展。

面积广

空间站轨道高度变化比较大,理论上着陆点位置变化也较大,然而东风着陆场就在酒泉卫星发射中心附近,面积广大,有很长范围供选择。

技术创新

在救援保障方面,东风着陆场采用了许多新技术。在亮度方面,夜间实施航天员救援,必须准备大量的灯光照明设备并携带至现场,使救援现场达到亮如白昼的效果。

针对夜间搜索难题,东风着陆场基于中国北斗导航系统在着陆场应用,优选天基、空基、地基弹道测量数据送往搜救直升机,完成航天语言到航空语言转变,建设了天空地一体化搜索引导体系。研制了中国首款共口径、长焦距、柱型直升机光电吊舱,调配具有微光、红外功能的小微型光学设备在地面布阵,提升了夜间搜索发现返回舱的能力。按照救援现场亮如白昼的思路,筹措了夜间救援航天员需要的各种照明弹。按照以最温暖的方式救援航天员的思路,对医监医保车进行维护,在严寒条件下可以为航天员提供温度适宜的医监医保保场所,让航天员在着陆现场就能吃上热饭、喝上热水,洗上热水澡;所有野外工作设备都进行了抗低温防护,车辆加装了低温启动装置、通信设备配足了备用电池,着陆现场临时搭建场所均按8小时供暖配齐电力保障设施等。

启用记录

正式启用

2016年6月26日,长征七号运载火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱在东风着陆场返回,这是第一次在载人航天工程中启用东风着陆场。此前,它一直作为四子王旗的备用着陆场。

新一代载人飞船试验船

2020年5月8日,新一代载人飞船试验船返回东风着陆场。根据此次任务的特点,东风着陆场先后组织6次全系统搜索回收综合演练,多次开展沙漠驾驶、道路勘察、人员装备直升机滑降等专项训练,有效提升了复杂环境下的搜索回收能力。制定60多种航天搜索处置预案,创新实践网格化搜索方法,探索构建新型航天搜救力量体系,全面锤炼和检验搜索回收能力。

2020年5月5日,新一代载人飞船试验船被长征五号B运载火箭送入太空,按照飞行程序,定于8日返回东风着陆场。这次任务,是东风着陆场首次执行的载人航天工程搜索回收任务。 5月8日13时49分,新一代载人飞船试验船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆,试验成功。

2021年6月16日,中国载人航天工程办公室主任助理季启明在新闻发布会上介绍神舟十二号载人飞行任务表示,此次任务首次检验东风着陆场的搜索回收能力,着陆场从四子王旗调整到东风着陆场,首次开启着陆场系统常态化应急待命搜救模式。  

神舟十二号

神舟飞船一号到神舟十一号酒泉卫星发射中心东风着陆场,一直担任“备份”。2021年,为完成神舟十二号载人飞船返回舱搜索任务,东风着陆场做了以下准备工作:一是组织技术条件建设,先后组织搜索、导航、通信和基础设施建设等20余项技术改造。二是完成搜救方案设计。为了以最高的标准,最可靠、最安全、最温暖的方式迎接航天员,围绕“天上怎么飞、地面怎么控、我们怎么搜”开展搜救方案设计,提出了“跟踪测量立体连续、落点预报快速准确、搜索救援舱落人到”的任务目标。三是开展搜救战法推演。通过空中和地面的反复勘察,将不同地貌与雨、雪、风、沙、尘等天气现象和白、昼不同时段结合,形成搜救任务可能遇到的异常情况矩阵,确定了6大类30余项可能影响搜救任务实施的关键异常情况。四是分阶段组织了训练演练。备战期间组织了9次动用直升机的搜救训练;返回段任务准备期间,组织了2次直升机分队空中通信联调、2次空地协同搜救训练、4次全系统全流程综合演练。

2021年9月17日13时30分许,神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,安全降落在东风着陆场预定区域。这是神舟飞船首次在东风着陆场着陆。 

神舟十三号

2022年3月,为了迎接三名航天员平安返回地球酒泉卫星发射中心搜救分队联合其他搜救力量,在东风着陆场展开了针对性的训练演练。

2022年4月16日9时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十三号载人飞行任务成功。

神舟十四号

2022年,为确保完成神舟十四号搜救回收任务,东风着陆场立足最困难、最复杂、最寒冷、最黑暗情况,制定飞船跟踪测量方案、返回舱搜索回收方案、航天员现场救援方案等。持续进行技术升级,建设天空地一体化搜索引导体系;筹措各类物资器材,包括照明和御寒物资等;重点开展返回舱倒扣、舱口被掩埋、舱体变形等极端情况的处置训练。

2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十四号载人飞行任务成功。这是东风着陆场首次在冬季夜间的一次返回任务。

神州十五号

2023年6月1日凌晨,神舟十五号搜救回收任务按照全系统、全状态、全流程,组织航天员搜救1:1全系统综合演练。东风着陆场直升机搜救分队、空运机动搜救分队、地面搜救分队、着陆区周边地方武装分队等各方搜救力量已经就绪,东风着陆场做好了迎接神舟十五号飞船返回的各项准备工作。此前,为保障神舟十五号航天员安全返回,东风着陆场做了五大准备工作:一是推进着陆场布局优化,在东风着陆场周边勘选应急备降场,按照飞船连续两圈可返回状态设计了搜救方案;二是新增后弹道返回搜救区域,设计飞船后弹道返回搜救方案,提升东风着陆场应对大范围偏差快速搜救能力,进一步增强航天员安全保障能力;三是构建非合作式搜索体系,与合作式搜索体系融合应用,提升东风着陆场快速精准搜索到达能力,破解返回舱信标失效等意外情况快速搜索难题;四是创新预案体系构建方法,形成以风险识别牵引、应急指挥要点统领、专业预案支撑的新一代预案体系;五是全面实施装备检修检测,发现和解决故障隐患,提升搜救装备可靠性。

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。航天员费俊龙邓清明张陆全部安全顺利出舱。

神州十六号

2023年,为了神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,东风着陆场组建3支专业搜救力量和4支支援保障分队,协同完成搜救任务。在后弹道返回着陆区、推迟一圈返回着陆区,地面搜救小组、着陆场区周边数十个地方武装分队为专业搜救力量提供支援。此外,按照单项训练、系统间匹配训练、空地协同训练、全系统演练等4个阶段组织了训练演练。2023年10月27日,东风着陆场区组织所有搜救力量展开最后一次全系统综合演练,准备就绪。

2023年10月25日,神舟十七号载人飞行任务新闻发布会表示,神舟十六号乘组在与神舟十七号航天员乘组完成在轨轮换任务后,瞄准10月31日返回东风着陆场。2023年10月31日,神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。

神舟十七号

2024年4月30日,神舟十七号航天员乘组在与神舟十八号载人飞船航天员乘组完成在轨轮换后,采用绕地球5圈(7.5小时)快速返回方案,成功着陆东风着陆场。

相关评价

中国载人航天工程着陆场系统副总设计师卞韩城:“我国载人航天工程起步时,只研制了神舟飞船一种航天器。神舟号飞船的独立飞行时间只有七天,这种情况下设置了主备两个着陆场。到了载人空间站阶段,飞船大多数时间是停靠在空间站上面。如着陆场天气不好,可让飞船晚点返回,就不需要设置主备两个着陆场。所以说选择东风着陆场作为载人空间站阶段飞船的返回着陆场,首先是工程发展的自然结果。此外,东风着陆场位于内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗的中南部地区,冬季干冷,夏季炎热,少雨多风,同时具备返回机会多,测控设备可充分利用等很多有利条件。空间站计划在轨运营十年,需要一支常态化应急待命搜救力量。依托酒泉卫星发射中心人力资源和众多的测控、通信、气象、医疗、运输及后勤保障,只需组建一支规模有限的专业搜救力量,就可形成强大的搜救能力。从系统建设来讲,经费投入较少,维持效果较好,随时可形成强大的搜救能力。”

新京报》:“东风着陆场位于内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗境内,东南部紧邻巴丹吉林沙漠,分为东、西两个区域。西区主要以戈壁地形为主,有利于搜救车辆通行;东区地形较为复杂,主要地形特征有软戈壁、梭梭林盐碱地、草湖等。东风着陆场具有地域辽阔、人烟稀少的特点,平坦的地势利于直升机快速搜索与降落。”

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