当我们仰望星空，对宇宙的浩瀚无垠心生向往时，有一群勇敢的宇航员正踏上探索宇宙的征程。他们勇闯太空的每一步背后，都有着一项堪称“生命守护之盾”的关键技术——逃逸系统。
重要的逃逸系统，危机边缘的“生命线”
太空之旅，绝非坦途，更像是一场充满未知与惊险的冒险。从火箭拔地而起、震耳欲聋地冲向云霄的那一刻起，危险便如影随形。火箭发动机可能出现的故障那可真是五花八门，就拿液体发动机来说，它有可能会出现燃料泄漏的情况，这就像一个漏水的水龙头，只不过漏的是火箭的“动力源泉”，一旦发生，燃料供应不均衡，火箭就会偏离预定姿态，摇摇晃晃。
神舟飞船部分组成
美国在早期航天探索的时候，就有火箭遭遇过燃料输送管路破裂的倒霉事儿，部分燃料提前耗尽，发动机推力骤减，火箭差点“趴窝”。固体发动机也不省心，如果药柱出现裂缝，燃烧面变得坑坑洼洼不均匀，火箭飞行安全可就悬了。
除了发动机问题，飞行轨道也容易“出岔子”。导航系统就像我们开车用的导航软件，要是出现误差，还会累积起来，地面测控站就好比远程指挥中心，一旦对火箭位置判断失误，发出的轨道修正指令就全错了，火箭只能“南辕北辙”。
这些突发状况一旦发生，若无有效的应对措施，宇航员们的生命将危在旦夕。这时候，逃逸系统就成了宇航员们绝境中的“生命线”。它能够在极短时间内迅速启动，带着宇航员逃离危险区域，为他们争取到宝贵的生存机会。2018年10月11日，载有俄美宇航员的联盟号MS-10飞船在发射后不久发生故障，飞船上的高空逃逸火箭推动飞船和故障火箭分离，并且及时飞离危险区域，三位宇航员得以安全返回地面。
联盟号飞船发射场面
哪怕遭遇危险的概率看似微小，但只要有一丝可能，逃逸系统就是宇航员最坚实的后盾，是保障载人航天事业持续发展的关键一环。
双重保障，逃逸系统的组成与工作原理
长征二号F火箭辨识度极高，其显著标志便是顶部形似“避雷针”的火箭逃逸塔。整个逃逸系统由低空和高空两组发动机协同构成，且全部采用固体火箭发动机。这类发动机性能卓越，具备瞬间产生强大推力的能力，为逃逸系统的高效运行提供了坚实动力基础。
当火箭在发射升空阶段突发危及航天员生命安全的重大故障时，逃逸系统便会迅速响应指令。在短短约2秒的时间内，它能够将载有航天员的飞船舱体快速带至2千米至3千米之外的安全区域，确保航天员脱离险境。逃逸系统的两组发动机各司其职，精准负责不同时段的救生任务。
首先是低空逃逸阶段，此阶段主要依托逃逸塔执行救生任务，即所谓的“有塔逃逸”。逃逸塔由6台固体发动机组成，其中涵盖1台逃逸主发动机、1台分离发动机以及4台偏航俯仰控制发动机。从火箭起飞前30分钟直至起飞后120秒，在飞行高度低于39千米的区间内，倘若遭遇危险状况，逃逸主发动机将即刻依据指令点火启动，协同4台偏航俯仰控制发动机，以类似“拔萝卜”的方式，将航天员所处的轨道舱、返回舱从火箭整流罩中强力拖拽至1500米至2000米外的安全地带，随后借助所携带的降落伞逐步减速，平稳实现地面着陆。若火箭在这前120秒飞行进程一切顺遂，那么在120秒结束之际，分离发动机与2台偏航俯仰发动机便会点火作业，促使逃逸塔与箭体自主分离。
继而进入高空逃逸阶段，此时承担救生重任的主角变为安装在飞船整流罩上的4台高空逃逸发动机，此模式被称为“无塔逃逸”。当火箭飞行时间处于120秒至200秒，飞行高度介于39公里至110公里之间，一旦逃逸系统监测到火箭出现威胁航天员生命安全的重大故障，无论是系统自动探测发现，还是由航天员及地面工作人员手动下达指令，高空逃逸发动机都会迅速点火，开启紧急救援行动。倘若火箭全程飞行状态良好，至200秒左右时，高空逃逸发动机将会与整流罩一同与箭船分离。
逃逸塔
逃逸分离发动机
逃逸系统技术攻坚的“崎岖之路”
打造如此精密且可靠的逃逸系统绝非易事，背后是科研人员在技术攻坚道路上的不懈努力，克服重重难关。
首先，可靠性是逃逸系统的“灵魂”所在。鉴于它肩负着宇航员生命安全的重任，任何细微的失误都可能导致无法挽回的悲剧。在设计环节，采用冗余设计理念至关重要。控制系统的关键电路会有多套备份，一旦主线路出现故障，备份线路能立即接管工作，确保信号传输不间断。而且，对零部件的可靠性测试堪称“严酷”，像电子元件要经过长时间的高温、高湿度、强辐射模拟环境测试，只有通过重重关卡的部件才能被选用。制造工艺上，精密机械加工精度可达微米级。以逃逸塔连接部件为例，其螺纹加工公差极小，确保在高强度振动下也不会松动，保证整个系统结构的稳固性。
逃逸塔
其次，逃逸系统必须具备“闪电般”的快速响应能力。在火箭发射和飞行过程中，危险往往突如其来，留给它的时间可能仅有零点几秒到几秒。要在这瞬息之间准确判断故障、果断启动，对其控制系统和动力系统的性能提出了极高要求。控制系统的核心处理器运算速度极快，采用先进的多核架构，能在瞬间处理大量传感器传来的火箭飞行参数。同时，优化的算法可以快速甄别故障信号，比如通过机器学习算法对历史故障数据和实时飞行数据对比分析，在零点几秒内判断火箭状态是否异常，一旦判定危险，立即触发逃逸系统启动程序。动力系统的快速启动得益于高能点火装置，它利用先进的等离子点火技术，能在瞬间产生高温等离子体，点燃固体燃料，相比传统点火方式，缩短启动时间达数倍，为宇航员争分夺秒抢夺逃生先机。
再者，太空环境复杂多变，不同阶段有着截然不同的恶劣条件。从火箭发射时的高温、高压、强震动，到高空时的低温、真空、辐射，逃逸系统要想稳定运行，就必须适应这一切。在材料科学领域，科研人员研发出耐高温、耐辐射的陶瓷基复合材料用于逃逸系统外壳。这种材料在火箭发射时的高温下，能保持结构强度，抵御热流侵蚀；在高空辐射环境中，又能有效阻挡高能粒子，保护内部设备正常运行。电子控制系统采用特殊的抗辐射加固技术，对芯片进行封装屏蔽，同时内置冗余纠错电路，即便部分电路受辐射干扰出现错误，也能自动纠错，保障系统稳定运行，让逃逸系统在太空的“恶劣气候”下坚如磐石。
载人航天的“希望基石”
回顾我国神舟系列飞船的辉煌历程，火箭均顺利发射，逃逸系统虽从未被启用，但每一次任务，它都如同一位忠诚的卫士，严阵以待。正是因为有了它，我国载人航天事业才能稳步前行，向着更遥远的深空不断探索，一次次书写人类探索宇宙的壮丽篇章。它凝聚着无数航天人的智慧与汗水，既是中国载人航天技术的骄傲，更是为全球载人航天发展照亮前路的璀璨明灯。
部分信息来源于:航天四院、中国新闻网、央视新闻等
（科学性审核：周炳红，中国航天科普大使）
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