6月4日清晨，在万众期待下，一顶红白相间的大伞如约绽放在戈壁荒漠上空，守护着神舟十五号载人飞船返回舱徐徐飘落、稳稳着陆。随后，返回舱舱门打开，“圆梦乘组”在完成6个月的飞行后，顺利回家。
(资料图片仅供参考)
神舟十五号飞行任务是中国人的第十次飞天。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。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。
载人飞船回收试验队——
提前进行多次全流程桌面推演、全系统综合演练
本次神舟十五号载人飞船的返回，精心设计、环环相扣。
据中国航天科技集团五院载人飞船回收试验队总体负责人彭华康介绍，此次返回包括分离、制动、再入、减速、着陆缓冲5个阶段。
分离阶段——此次返回仍然延续神舟十三号载人飞船以来的“快速返回方案”，即神舟十五号载人飞船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——神舟十五号载人飞船延续了神舟十二号载人飞船以来的预测——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。
减速阶段——距离地面10公里左右时，返回舱引导伞、减速伞和主伞相继打开，将飞船的速度降低到每秒几米。
着陆缓冲阶段——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—2米的速度着陆。
为确保万无一失，试验队提前进行了4次全流程桌面推演和3次全系统综合演练，重点对正常和故障处置流程、故障预案、处置程序、安全要求、关键环节进行学习与演练，并联合着陆场系统对薄弱环节进行了演练与验证。围绕返回过程故障、着陆环境异常、处置工序故障三大类故障模式，他们还准备了20多种处置预案。
值得一提的是，由中国航天科技集团五院502所研制的飞船返回再入GNC（制导导航与控制）技术全程发挥了重要作用。从神舟十二号载人飞船至神舟十五号载人飞船这一批次的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。据中国航天科技集团五院载人飞船系统副总设计师胡军介绍，如果采用一代技术，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；如果采用二代技术，GNC技术则可以自主适应，能实现一系列更好的效果。
返回舱降落过程中，那顶引人注目的大伞，其实并不陌生。从神舟一号算起，它已经为神舟系列飞船“绽放”了15次，持续实现优化创新。据中国航天科技集团五院508所专家介绍，这顶1200平方米的神舟飞船主伞是国内最大的航天器降落伞，由7000多个零部件组成。整个伞的缝线长达10千米，需要十几位加工人员加工3至4个月才能完成，仅主份降落伞的加工工序就有30多道。
东风着陆场——
地面支持系统快速定位精度达到20米级
神舟十五号载人飞船是2021年9月以来东风着陆场执行的第四次载人飞船搜索和航天员救援任务，也是我国空间站应用与发展阶段东风着陆场迎接的首艘载人飞船和首个航天员乘组。
为此，东风着陆场开展了跨凌晨搜救行动，凌晨2点起搜救分队就陆续开始行动。
据酒泉卫星发射中心正高级工程师、载人航天工程着陆场系统副总设计师卞韩城介绍，东风着陆场多措并举守护航天员安全回家。
首先，推进着陆场布局优化。东风着陆场属陆地小面积着陆场，飞船返回机会相对较少，针对神舟十五号返回任务，在东风着陆场周边勘选了应急备降场，按照飞船连续两圈可返回、连续两天可返回状态设计了搜救方案。
其次，新增后弹道返回搜救区域。神舟十五号载人飞船返回任务规划了飞船后弹道返回搜救区，在以往大范围偏差搜救预案的基础上，设计了飞船后弹道返回搜救方案，提升了东风着陆场应对大范围偏差快速搜救能力，航天员安全保障能力进一步增强。
同时，构建非合作式搜索体系。航天搜救传统上使用合作式搜索体系：搜索分队根据飞船返回舱发射的信标实施定向搜索，一旦返回舱信标失效，只能采取目视方法搜索。基于酒泉卫星发射中心强大的返回测控支持能力，提出构建非合作式快速精准搜索体系构想。神舟十五号载人飞船返回任务，已经具备可视化捕获跟踪、高精度定位测量等能力，飞船返回舱着陆后，空中分队快速定位精度达到30米级、地面支持系统快速定位精度达到20米级。合作式和非合作式两种搜索体系的融合应用，可显著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难题。
此外，创新预案体系构建方法。神舟十五号载人飞船返回任务进一步创新预案体系构建方法，形成新一代预案体系，识别出各类风险28项，制定异常情况应急指挥要点24份，各单位根据承担任务和专业分类制定应急处置预案200余份。
在着陆场区指挥部统一组织下，东风着陆场各参试力量于5月10日就进场完毕。神舟十五号载人飞船返回任务东风着陆场组建了1支空中（直升机）分队、1支固定翼飞机（载伞降救援组）分队、1支地面分队共3支专业搜救力量；组建了1支道路封控分队、1支搜救支援分队、1支搜救预备队，与专业搜救力量等协同完成搜救任务。
测控通信系统——
具备黑障区稳定跟踪飞船的能力
神舟十五号载人飞船从距离地面约400公里的空间站轨道返回，精准降落到东风着陆场。这个难度曾被人比喻为“万里中10环”。为了应对如此大的挑战，任务各战线团结协作、合力攻关。
返程的每一步，都需要测控通信系统接力牵引，完成遥测、外测来接收和发送指令，观测分析返回舱位置、速度、飞行姿态。在主着陆场，中国电科集团布设了便携站、机载站、车载站、固定站等站型及多型号卫星通信系统，编织致密安全的测控通信网，实时测量飞行轨道，监测返回舱供电、温度、气压等参数及航天员各项生理参数，实时传送地面发出的指令，指挥返回舱变轨、调整姿态，实时传输话音、图像数据，让地面可以与航天员实时沟通。
中国电科集团还研制布设了机载、车载、船载、便携式定向仪。这些定向仪采用无线电“呼叫——应答”模式，受外部环境因素影响更小，装备在运输机、直升机、搜索车辆等搜索平台上，能全天时、全天候、无盲区地接收返回舱“呼叫”信标，引导搜索力量迅速向落点靠拢。
返回舱穿越黑障区时，会与地面人员暂时失去联系。本次任务中，专家表示，经过测控人员接续攻关，联合多家科研机构，针对飞船在黑障区的雷达回波信号特点，不断完善有针对性的信号检测和跟踪技术，现已具备了黑障区稳定跟踪飞船的能力。
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