„Hart und weich“ zum Schutz von Shenzhou – Ein Überblick über die technologische „harte Unterstützung“ des bemannten Raumfahrzeugs Shenzhou 13 auf seinem Rückweg

Vor kurzem landete die Rückkehrkapsel des bemannten Raumschiffs Shenzhou XIII sicher im dafür vorgesehenen Bereich des Landeplatzes Dongfeng, und die bemannte Flugmission Shenzhou XIII war ein voller Erfolg. Während dieser Mission sorgten zahlreiche von meinem Land unabhängig entwickelte und hergestellte technische Produkte für die reibungslose Rückkehr des bemannten Raumfahrzeugs Shenzhou 13 und stellten umfassende Unterstützungsdienste bereit.

Am 16. April 2022 landete die bemannte Rückkehrkapsel des Raumschiffs Shenzhou 13 erfolgreich am Landeplatz Dongfeng. Foto: Xinhua News Agency-Reporter Lian Zhen

Radar-"Lineal" zum Schutz des Fluges

Während der bemannten Flugmission Shenzhou XIII unterstützten zwei Messradare des 23. Instituts der China Aerospace Science and Industry Corporation II den gesamten Prozess. Sie begannen mit der Verfolgung und Messung, sobald die Rückkehrkapsel des bemannten Raumfahrzeugs Shenzhou XIII in die Atmosphäre eintrat. Sie fungierten als „Lineal“, um in Echtzeit genaue Daten zu messen und diese an das Kontrollzentrum weiterzuleiten. Darüber hinaus lieferten sie effektive Ziellandepunktdaten für die bevorstehenden Such- und Rettungsaktionen und begleiteten die Rückkehrkapsel zur sicheren Landung.

Es wird berichtet, dass diese beiden Radargeräte hauptsächlich zur Durchführung der Verfolgungs- und Messaufgaben der Rückkehrkapsel verwendet werden. Die Kernaufgabe des einen Messradars besteht in der Verfolgung und Vermessung der Rückkehrkapsel innerhalb und außerhalb des schwarzen Barrierebereichs, die Kernaufgabe des anderen Messradars in der Verfolgung und Vermessung der Rückkehrkapsel vom Öffnen des Fallschirms bis zur Landung.

Wenn die Rückkehrkapsel in die Atmosphäre eintritt, reibt sie heftig mit der umgebenden Luft, wodurch eine ionisierte Gasschicht mit hoher Temperatur und hohem Druck entsteht. Diese Gasschicht legt sich wie eine Hülle um die Oberfläche des Rückkehrers und isoliert die Kommunikation zwischen der Rückkehrkapsel und der Mess- und Kontrollstation am Boden, wodurch ein schwarzer Barrierebereich entsteht.

Um das Problem der Spurverfolgungsmessung in Gebieten mit Funkausfall zu lösen, hat das 23. Institut eigenständig ein Phased-Array-Messradar entwickelt. Vor der Bergungsmission analysierte das Unterstützungsteam sorgfältig die Leitdaten, um die Rückkehrkapsel auf ihrer Heimreise zu begleiten.

Das andere Radar ist das Verfolgungs- und Messradar ganz am Ende der Bergungsmission. Die Zielmessung beginnt, nachdem die Rückkehrkapsel ihren Fallschirm geöffnet hat. Das Radar verwendet ein passives Positionierungssystem, um vom Öffnen des Fallschirms bis zur Landung eine hochpräzise Positionierung der Rückkehrkapsel zu erreichen und so zeitnahe und genaue Dateninformationen für die Vorhersage des Landepunkts sowie die Suche und Rettung der Rückkehrkapsel bereitzustellen. Zudem übernimmt es die Funktion, die letzte Schicht der Bergungsmission zu überwachen.

Während dieser Flugmission nutzte eine Reihe hochwertiger Kristallkomponenten, die vom 203. Institut der China Aerospace Science and Industry Corporation of China entwickelt wurden, den piezoelektrischen Effekt und die Frequenzeigenschaften stabiler Quarzkristalle, um in der rauen Umgebung des Weltraums eine stabile Schwingung aufrechtzuerhalten und genaue und stabile Frequenzsignale zu erzeugen. Sie wurden für die Bodenkommandanten zu einem wichtigen Referenzindikator zur Überwachung und Messung des Flugstatus und spielten eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der sicheren Rückkehr der Astronauten zur Erde.

Darüber hinaus wurde bei dieser Mission auch das vom 25. Institut der Zweiten Akademie der China Aerospace Science and Industry Corporation entwickelte Rendezvous- und Docking-Mikrowellenradar erneut eingeschaltet. Es gab genaue Positionsinformationen wie die relative Entfernung, Geschwindigkeit und den Winkel zwischen dem bemannten Raumschiff Shenzhou 13 und dem Kernmodul der Raumstation aus und gewährleistete so die reibungslose Rückkehr des bemannten Raumschiffs Shenzhou 13. Das vom 206. Institut der Zweiten Akademie der China Aerospace Science and Industry Corporation entwickelte Subsystem zur Umweltkontrolle und lebensrettenden Urinaufbereitung stellt ein wichtiges Bindeglied bei der Wiederverwertung der Wasserressourcen in der Raumstation dar und ist eines der wichtigsten Produkte für die Raumstationsmission, die einen langfristigen Aufenthalt der Astronauten im Orbit ermöglichen soll. Seit dem Start in die Umlaufbahn am 19. April 2021 läuft der Satellit stabil im Orbit und alle Indikatoren des produzierten destillierten Wassers erfüllen die Nutzungsanforderungen.

Dieses am 8. Januar 2022 im Beijing Aerospace Flight Control Center aufgenommene Foto zeigt die Astronautenbesatzung von Shenzhou 13 bei einem manuellen, ferngesteuerten Rendezvous- und Andocktest des Frachtraumschiffs Tianzhou 2 und der Raumstation. Das Frachtraumschiff Tianzhou 2 und die Raumstation führten das Rendezvous und Andocken präzise durch. Foto von Guo Zhongzheng, Reporter der Nachrichtenagentur Xinhua

Intelligente „Bremse“ zur Gewährleistung der Genauigkeit

Auf den letzten Metern vor der Landung der Rückkehrkapsel des bemannten Raumschiffs Shenzhou 13 berechnete der „Gamma Brake Commander“ am Boden der Rückkehrkapsel in aller Ruhe die Geschwindigkeit und Höhe der Rückkehrkapsel über dem Boden. Wenn die Rückkehrkapsel die vorgegebene Höhe erreicht hat, wird der Zündbefehl für den Umkehrschubmotor präzise erteilt, sodass die Rückkehrkapsel durch die Wirkung des Umkehrschubs sanft landen kann und den Astronauten eine sichere und bequeme Rückkehr nach Hause ermöglicht wird.

Der vom 35. Institut der Dritten Akademie der China Aerospace Science and Industry Corporation entwickelte „Gamma Brake Commander“ ist ein Schlüsselgerät der Rückkehrkapsel. Das Gammastrahlenerkennungssystem ermöglicht es ihm, die Oberflächenvegetation zu durchdringen und die Höhe des Bodens der Rückkehrkapsel über der Oberfläche zentimetergenau zu messen. Durch die Emission von Gammastrahlen auf die Oberfläche und das schnelle Auffangen der reflektierten Strahlen werden im „Gehirn“ des „Gamma Brake Commander“ präzise Berechnungen durchgeführt, Höhen- und Geschwindigkeitsinformationen in Echtzeit extrahiert und der Zündbefehl für die Schubumkehr zum besten Zeitpunkt erteilt, wodurch der optimale Zündplan „hohe Zündhöhe bei hoher Geschwindigkeit, niedrige Zündhöhe bei niedriger Geschwindigkeit“ realisiert und die Pufferleistung des Schubumkehrmotors maximiert wird.

Am 16. April 2022 landete die Rückkehrkapsel des bemannten Raumschiffs Shenzhou 13 erfolgreich im dafür vorgesehenen Bereich des Landeplatzes Dongfeng. Foto: Xinhua News Agency-Reporter Lian Zhen

Nähen Sie jeden Stich sorgfältig

Der Hauptfallschirm, der die Rückkehrkapsel des bemannten Raumschiffs Shenzhou 13 begleitet, hat eine Fläche von 1.200 Quadratmetern und besteht aus mehr als 1.900 Fallschirmteilen. Im vollständig ausgeklappten Zustand kann es die Größe von drei Basketballfeldern abdecken. Im ausgestreckten Zustand ist es fast 70 Meter lang und kann ein Fußballfeld überspannen. Es wurde vom 508. Institut der China Academy of Space Technology entwickelt.

Die Herstellung eines solchen Fallschirms ist ein entscheidender Schritt in der Entwicklung bemannter Raumfahrzeuge und wird von einer Gruppe junger und kluger „Handwerkerinnen“ durchgeführt. Einer von ihnen ist Fu Chunhui, ein Fallschirmproduktverarbeiter für das bemannte Raumschiff Shenzhou 13 am 508. Institut der China Academy of Space Technology. Sie hat viele technische Arbeiten übernommen, die schwierige Nähtechniken erfordern, und ist zu einem technischen Rückgrat in der Fallschirmverarbeitung geworden. „Jeden Stich sorgfältig nähen“ ist ihr Anspruch an sich selbst.

Die Verarbeitungsanforderungen an die Fallschirmprodukte der Rückkehrkapsel des bemannten Raumschiffs Shenzhou XIII sind extrem hoch. Entscheidend ist, wie sichergestellt werden kann, dass alle Abmessungen des 1.200 Quadratmeter großen Hauptfallschirms auf begrenztem Raum einheitlich sind. Zu diesem Zweck hat das Forschungs- und Entwicklungsteam wiederholt Untersuchungen durchgeführt, Probleme festgestellt und Erfahrungen zusammengefasst. Am Ende stellten sie sicher, dass die Festigkeit der Stiche der 96 Radialbänder nach der Verarbeitung konsistent war und dass die Länge jedes Bandes konsistent war.

Reporter: Hu Zhe, Song Chen

Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua