在今日,我们瞭望着神舟十六号载人飞船带着三名航天员,平安归来。凌晨7点50分时,东风着陆场的静谧被打破,背景声音逐渐消失,返回舱内三位英勇航天员的声音也开始模糊,直到再次听到 ” 发现目标 ” 时,他们的声音才重新在舱内响起。这一切是因为飞船进入了极具威胁的 ” 黑障区 “,在这个区域中,飞船体与地球间的无线电通信出现异步,甚至短暂中断。
在飞船经历返回地球的过程中,飞船表面与大气层剧烈摩擦,温度急剧升高,气体分子与飞船表面被烧蚀的材料发生强烈电离,可以形象地理解为一个等离子体保护套环绕在飞船周围,这对电磁波产生了吸收衰减、折射、反射、散射等效应,导致了飞船内部与外界间的无线电通信出现异常或者中断,这个现象在航天领域里被称作黑障现象。而穿越这个”难关”的过程也被称为黑障区。
黑障现象的出现给航天工作者带来了巨大的难题,飞船在穿越黑障区时,无法使用无线电通信手段,只能依赖雷达和光学设备进行数据监测和测量。是否能够在此过程中稳定追踪飞船的行踪,不论是对于在黑障区出来后飞船轨道的精确控制,还是对于预测飞船的精准落点都至关重要。
中国的航天领域实力强大,面对这一问题,科学家依旧迎难而上。今年6月4日,神舟十五号载人飞船成功着陆东风着陆场,航天科技人员通过对飞船在穿越黑障区时的稳定跟踪,提供的重要数据,证明了我国已经在黑障区穿越的飞船跟踪测量技术上取得了重大突破。
在面对神舟十六号的穿越过程,由酒泉卫星发射中心下属的敦煌测控区科研人员,在构想完善多云天气下的光学跟踪策略和优化黑障区雷达跟踪方案后,再次展示了稳定跟踪飞船的能力,为后续的载人飞船黑障区穿越测量技术提供了重要的理论支持。在此过程中,敦煌测控区光学组及时捕捉到了返回舱的实时高清图像,并通过车载通信设备将数据传至北京飞行控制中心。
从神舟一号任务开始,我们就一直在为解决黑障区的飞船跟踪难题而努力,一代代航天测控人也都在接替着这个重任。针对飞船在黑障区的雷达回波信号特点,他们不断完善信号检测和跟踪技术。现在,我们已经具备了黑障区稳定跟踪飞船的能力,现在的中国已经是全球太空探索最前列的力量。