為神舟飛船造一頂“大傘”
——走進中國航天科技集團五院508所航天器回收著陸團隊
11月4日凌晨1時24分，神舟十八號載人飛船安全返回地球。
在神舟十八號返回艙距地面10公里左右時，返回艙的引導傘、減速傘和主傘相繼打開，傘的面積從幾平方米到1200平方米。就此，紅白條紋的神舟大傘，帶著返回艙緩緩降落。
“載人航天，人命關天”。作為“生命之傘”，神舟大傘已為神舟系列飛船綻放整整18次，見證了中國載人航天從無到有、從無人飛行到載人飛行、從單船飛行到組合體穩定運行、從空間實驗室到空間站建造的發展巨變，一次次護佑著航天員的安全。
神舟大傘背后的研制團隊，來自中國航天科技集團五院508所。這里的航天器回收著陸技術研究室是國內唯一專業從事航天器進入減速與著陸技術的研制團隊，有著多個“第一”——第一個完成探空火箭的回收，第一個解決人造衛星“看得見”的問題，第一個完成返回式衛星的回收，第一個完成遠程運載火箭數據艙的回收，第一個完成無人、載人、多人飛船的回收著陸，第一個完成探月返回器的回收，第一個完成火星進入器的減速著陸……
在神舟十八號載人飛行任務取得圓滿成功之際，本報記者采訪了這個團隊，聆聽神舟大傘背后的故事。
將1200平方米降落傘塞進“冰箱”
對研制團隊來說，通往星辰大海的旅程，首先是點點滴滴細節。天空中完美綻放的神舟大傘，始自一筆一畫、一針一線。
在五院508所，記者見到了正在為神舟飛船后續任務加工的降落傘。摸上去非常輕薄，工作人員解釋，用的是高強錦絲綢，與神舟十八號所用“大傘”材料一模一樣。
兩個維度看“大傘”。
一個是空間。大，是神舟大傘的突出特點。這個巨型降落傘在地面鋪展開來大約可覆蓋三個標準籃球場，是目前國內面積最大、相對質量最輕，開傘程序控制和加工包裝工藝最復雜，開傘動壓包絡范圍最大的航天器降落傘。整個傘由1900多片傘衣、90多條徑向帶、20多條緯向帶、96根傘繩構成，制作工序就有30多道，縫線總和長達10公里。
一個是時間。如此巨大的降落傘，從冰箱大小的傘包到綻放成完美的傘花，過程只有短短數十秒，背后是設計人員數年的計算與試驗、加工人員數月的縫制以及包傘人員數日的包裝。
這是無數人心血的結晶。當年，經過8年攻關，研制人員才攻克了特大型降落傘的設計、制造、試驗、總裝等多項技術難關。要完成大傘成品，前后需要30多個制作工序、20多個包裝工序和40多個裝配工序。
桌上，擺著一張圖紙。北京市大師工作室負責人牛國永告訴記者：“我們的圖紙，專業干機械制圖的也不一定能畫，實操性要求非常高。”
“為航天員織就回家的路。”降落傘研制中心的墻上，寫著這樣一句話。傘衣需要十幾個工人密切配合加工4個月才能完成，一針一線都苛求完美。航天產品對工藝水平的要求極高，除了傘衣材料，還有很多加工方面的難題。如今，他們在裁剪、縫紉、包傘等方面形成了一套完整、規范的流程和工藝方法。
這個細致入微的活，需要默默付出的熟練工種。比如，去年剛剛退休的降落傘工藝負責人于堯炳，在這個崗位上一干就是40年，僅參與返回任務的神舟飛船就有15艘之多。
制作好的傘衣，在晾傘之后便開始包裝。就在眼前長長的操作臺上，工人們包好了一頂頂降落傘。據牛國永描述，折疊神舟十八號傘衣的場面很是壯觀——“20個人像劃龍舟那樣喊著號子一起疊，一幅一幅地疊，必須同步、一致，要保證傘衣環幅平坦整齊，傘衣無漏折，邊緣無內折。”
傘衣折疊完成后開始梳理傘繩。神舟飛船降落傘一共有96根傘繩，每根傘繩的長度將近50米。將這又長又多的傘繩理順，是保證降落傘打開時，傘繩拉出過程不打結不纏繞的關鍵。
把傘衣裝進傘包，需要3個人同時操作，裝填過程既要均勻有序，又要充實飽滿，不留空隙。裝填時，壓力包傘機會用數噸重的壓力壓傘包8小時，最終傘包大小只有家用冰箱的一半。
傘包裝好之后，只有一次打開的機會，那就是飛船返回時。這客觀上要求整個包傘過程的每一道工序都不可逆。每完成一道工序，都要逐項檢查，材料使用、線跡形式、線跡密度、縫紉質量是否滿足要求，就連捆扎傘衣、傘繩所用線繩打結的方式和預留的長度，都需要一絲不茍全部檢查到位。
研制團隊在人員資質準入、檢驗、操作實施等方面持續嚴格控制，操作過程全程錄像監控，全工序拍照記錄，并制作成包傘、總裝圖冊，進行多船狀態實時對比，以確保全過程嚴格受控，狀態可追溯。
架設從太空安全回家的路
“自由探索寰宇，安全往返家園。”
走進五院508所航天器回收著陸技術研究室，第一眼是這樣一行字。
研究室成立于1958年。迄今已圓滿完成探空火箭、返回式衛星、載人航天、深空探測等多項國家重大任務，使我國成為世界上第三個獨立掌握航天器回收著陸技術的國家，保證了航天器安全著陸，確保了航天員平安返回。
研究室的墻上記錄著，在漫長時間里，一代代航天人接力奮斗，承擔我國各類航天器的回收著陸重任，架設安全可靠的太空回家之路。從1958年至今，用60多年時間里完成了回收著陸技術發展五步走。
第一步，探空火箭回收。1959年7月10日，提出T7M探空火箭研制任務，以此探索液體探空火箭研制的技術途徑，該型號也是我國航天器回收著陸技術的啟蒙型號；1960年4月17日，T7M-003探空火箭發射升空并成功降落在東海之濱，這是我國航天器回收著陸歷史上的首次成功；1966年發射的兩枚T-7A火箭，成功實現了我國首批次小狗上天的回收著陸任務。
第二步，大型試驗數據艙回收。1980年5月18日，在我國首次遠程火箭全程試驗中，實現了從南太平洋成功回收數據艙。在我國大型試驗數據艙回收系統研制中，五院508所先后參加了40余次發射，全部完成回收任務，使航天器回收著陸技術得到了進一步發展。
第三步，返回式衛星的回收。1976年12月10日，首次成功完成科學實驗衛星回收艙的回收任務，使我國成為世界上第三個實現衛星回收的國家。2024年10月11日，我國首顆可重復使用返回式試驗衛星——實踐十九號衛星在東風著陸場成功回收，通過飛行驗證突破了可重復使用、無損回收等多項關鍵技術，驗證了新一代高性能可重復使用返回式空間試驗平臺各項技術指標，達到了各項預期試驗效果。截至目前，五院508所先后完成了我國所有7個型號返回式衛星回收系統的研制，參加了26次發射飛行試驗，成功率達到100%。
第四步，載人飛船返回。1999年11月20日，神舟一號無人試驗飛船發射，第二天成功降落在著陸場，回收著陸系統首次圓滿完成飛船回收與著陸任務；2003年10月15日，神舟五號發射升空，第二天，返回艙載著我國首位航天員楊利偉安全著陸，圓了中華民族的千年飛天夢想；截至2024年11月4日，神舟十八號載人飛船順利返回，我國已成功完成了18艘神舟飛船的飛行任務。五院508所研制的回收著陸系統不辱使命，使我國航天器回收著陸技術再上新水平，躋身世界前列。
第五步，繞月飛行試驗器回收。2014年11月1日，嫦娥五號飛行試驗器在完成繞月旅行后，以接近第二宇宙速度進入大氣層，并采用半彈道跳躍的方式再次返回地球家園。這是我國首次進行航天器深空飛行后回收著陸，標志著航天器回收技術達到了能夠滿足深空探測返回的水平，是我國航天器回收技術發展的重要里程碑。之后嫦娥四號世界首次著陸月背、嫦娥五號我國首次月面采樣返回、嫦娥六號世界首次月背采樣返回，為我國后續深空探測奠定堅實基礎。
如今，回收著陸技術正在繼續支撐我國載人月球探測、小天體采樣返回、其他行星的進入減速與著陸任務。
“你看我們實驗室，隨著時間積累、任務變化，技術一直在發展，名字一直在變化。”團隊負責人賈賀對記者分析，他指著2019年9月設立的“航天進入減速與著陸技術實驗室”標牌跟記者說：“‘進入’、‘減速’然后‘著陸’，這個名字的變化，反映出隨著國家往更遠的深空探測，我們的技術不斷創新。”
然后他指著實驗室墻上掛著的一代代老科學家、技術人員們的名字說：“我們是站在前輩的肩膀上繼續前行的。”
航天科技成果應用多個領域
放眼歷史，航天技術不僅推動人類太空探索和發現之旅，而且成果廣泛應用于多個領域。
研究室照片墻上數十張精挑細選的圖片，展示著五院508所航天器回收著陸團隊多年來的成果。其中兩張，是在慶祝新中國成立70周年閱兵活動中，空中護旗梯隊的三架直-8直升機分別懸掛中國共產黨黨旗、中華人民共和國國旗、中國人民解放軍軍旗，飛過天安門廣場上空。
看似尋常最奇崛。直升機懸掛的巨幅紅旗最長達9米、寬達6米，在高空中以每小時160公里到180公里的速度飛行，巨幅旗幟尾部會產生劇烈抖動，受到很強的沖擊，不但難以保證平整，使旗幟邊緣受損，甚至可能撕裂整個旗幟。
如何解決這個問題？
先是旗面材料。508所選擇的正是航天器降落傘傘衣用的高強錦絲綢，它可以適應高速氣流的沖刷，保證旗面平整無損。考慮到這種材料的透光度太強，高空飛行起來的展示效果并不完美，508所與材料廠家合力攻關，在原布料上采用了特制涂料工藝，從地面看過去旗幟圖案清晰可見。
還要保證在高速、高空飛行中紅旗舒展又平整。508所研制團隊想到，柔性的閱兵紅旗在高速氣流中飛行，與航天器回收降落傘的工作原理有一定的相似之處，通過應用流固耦合仿真分析等降落傘設計方法和思路，就能完美地呈現閱兵紅旗的英姿。最終，他們選擇在旗面尾部增加“風兜”結構，旗面在高空飛行時，“風兜”充氣張滿，增加旗面的氣動穩定性。
最終，一面面鮮艷的紅旗平整地飄過天安門上空，呈現在全國乃至全世界人民面前，展現出大國大黨風采。
大型慶典中，常見五院508所的身影。
比如，慶祝新中國成立50、60周年大會上穩穩飄立在天安門廣場的大型充氣燈籠，紀念中國人民抗日戰爭暨世界反法西斯戰爭勝利70周年閱兵式上飛過天安門上空的巨幅紅旗，慶祝中國共產黨成立100周年大會上飛過天安門上空的巨幅黨旗、標語，2022年北京冬奧會主火炬“飛揚”的試驗驗證等。五院508所以“精精益求精，萬萬無一失”的精神品質，為歷次重大政治任務的圓滿成功貢獻航天力量。
不僅如此，近些年恰逢商業航天崛起。商業航天飛行器、無人機上所需要的高可靠、低成本傘降減速系統，均依托于航天器回收著陸技術。在保障傳統任務基礎上，回收著陸團隊已經越來越多回應市場需求，開發全新應用場景，探索全新技術手段。
面向未來重塑核心技術體系
凡是過去，皆為序章。
今天，常掛回收著陸人嘴邊的詞，已經不是“降落傘”，而是“柔性展開系統”。在這套系統中，降落傘和氣囊只是其中專門實現減速、著陸功能的部分。
“我們這個專業實際上干的是平臺技術、系統技術，是多學科融合的技術。”賈賀分析，其中至少涉及材料、結構、動力、電子等多方面的知識，需要整合多方力量向前探索。
“有人覺得，你們就踏踏實實搞回收著陸不就完了嗎？為什么要干那么多‘分外之事’？”賈賀說。
他對記者回憶起，“人民科學家”葉培建院士的一番長談。“葉院士問我，‘我們掌握的是世界前三的技術，如果把平臺做小了，你自己服氣嗎？’‘我們不干這些事誰來干？’”
的確，放眼整個世界，能掌握進入、減速與著陸技術的，只有3個國家。此前，無論是天問一號所攜帶的“祝融號”火星車在火星成功著陸，還是嫦娥六號在人類歷史上首次實現月球背面采樣返回，背后都有這些技術的支撐。
面向未來的改革，“核心技術體系的重塑”就這樣徐徐鋪展開。
在五院508所領導支持下，研究室明確了3個技術方向。一是超聲減速技術，二是柔性展開結構，三是綜合評價。
每個方向都有現實需求為支撐。以柔性展開技術為例，隨著中國發射衛星越來越多，在衛星結束使命離軌時，可以使用增阻離軌技術，用柔性球增加阻力，推動衛星離軌。再如綜合評價方面，對于航天科技的各個環節來說，都需要進行更科學合理的評估，如今團隊正在探索柔性傳感等更先進的手段，以更精準地自動感應降落傘受力情況、艙體健康態勢等。
改革需要人才隊伍建設。回收著陸團隊已經為青年科技人才逐步建立起了成長梯隊，從“晨光”到“陽光”到“極光”，青年人可以在這里逐步成長為領軍人才。近3年間，研究室新進碩士、博士多達19人。
重大使命之下，是一支精干的隊伍。研究室僅有125人，其中包括了研究人員、設計人員、工藝人員、檢驗人員、測試人員、試驗人員等。但是，“別看我們人少，從論證開始，到設計、加工、實驗、驗證直到最后的保障、評價，全鏈條都可以在我們團隊內完成閉環。”
如今，這個團隊既有集團公司重點實驗室、北京市創新工作室，又有北京市技能大師工作室，從技術創新到系統設計、人員培養，都打造了完整的體系。
發展需求帶來更多新任務，也為研究室提供了鍛煉人才的機會。賈賀分析，宇航領域的任務，能讓人才學好規矩，建立系統觀念、研究思路，培養做工程的能力；市場上的任務，如商業航天等，可以對新技術新方法進行探索與驗證，可以鍛煉人才創新實踐的能力。
“我們認為，這支隊伍既不能只專注于新穎的理論，也不能固守工程領域，兩者之間應該是耦合關系，是相互促進的。”賈賀說，研究室如今建立的體系，在高成熟度、高可靠度的任務和很前沿、很創新的探索間架起了橋梁。
一個讓他感到欣喜的變化是，過去團隊成員不愛參加各領域會議，“總覺得和自己做的事不搭界”；如今大家經常主動去參加非常前沿領域的會議，廣泛聽取各行各業的創新成果，“大家開始互相激發，探索未來無限的可能。”
從一頂“大傘”開始，這個團隊踏上了往更遠深空探測的征途。
(李 莉參與采寫 本報記者 劉少華 來源：人民日報海外版)