4月16日9時56分，神舟十三號航天員翟志剛、王亞平和葉光富圓滿完成各項試驗任務，結束了183天的太空生活，安全返回地球。上海航天承擔了神舟載人飛船的電源分系統、對接機構分系統、推進艙結構與總裝、測控通信子系統、總體電路分系統推進艙電纜網及三艙配電器，全程表現優異。其中，上海航天動力所研制的飛船著陸反推發動機和811所研制的電源分系統為保障返回艙安全返回發揮了重要作用。
返回艙著陸，為航天員鋪就回家坦途
著陸反推發動機是決定航天員能否安全回家的最后一棒，能否正常工作，關系到航天員能否安全回家。“這是我們的發動機在軌時間最長的一次，必須確保發動機的高可靠性和高安全性，從而保證飛船返回艙走穩歸航路。”談起與前幾次任務的不同時，所項目指揮孫福合說，從神舟十一號的33天到神舟十三號的183天，超長時間的太空待機將給發動機帶來極大的挑戰。
太空環境復雜，著陸反推發動機隨返回艙升空后將經歷長時間太空繞行、下降返回等多次復雜的環境考驗，對發動機的環境適應性要求極高。為適應在軌飛船的空間環境，設計師們對發動機進行了嚴格的環境模擬試驗；為了確保發動機點火的安全可靠，進行了安全裕度驗證試驗；為了確保發動機的高可靠性，進行了發動機的高溫烤爆試驗。熱真空試驗、加速度試驗、振動學試驗、濕熱試驗……經歷一場場苛刻“模擬考”的發動機最終在“大考”上發揮出色，順利完成了任務。
在經歷灼燒、黑障、開傘減速等程序后，返回艙仍然有近每秒9米的速度。而此時航天員是背部朝下面朝天坐在返回艙里，如此高的著陸速度將損傷航天員的頸椎。為了確保他們的安全，必須進一步降低沖擊。而這一關鍵的“剎車”過程就由4臺反推著陸發動機完成。為此，動力所的設計人員設計了一套精彩的“剎車”動作：在返回艙距離地面1米時，4臺反推著陸發動機必須在10毫秒內同時點火，大量燃氣的積聚將在燃燒室內形成高壓，最終從尾部的噴口中噴出，以反推力來減緩降落速度。
別看這四臺發動機的個頭和重量都不大，每臺都能在瞬間產生大約3噸的巨大推力，4臺一起工作，就有十多噸的推力。這股巨大的反推力有效地抑制了返回艙的下墜勢頭，大大降低了飛船的下降速度，減輕了航天員著陸過程中受到的過載沖擊，讓返回艙安穩又輕盈地著陸在預定位置。
安全返回，電源分系統使命必達
為了確保飛船安全返回，一個多月前，神舟十三號電源分系統順利通過了一場返回前的“模擬大考”。811所神舟飛船電源分系統主任設計師鐘丹華介紹，電源分系統配合總體對神舟十三號上所有的設備進行加電，對這些設備一一進行開機巡檢，“因為在與空間站成功對接后，飛船上許多設備進入關機狀態。在軌運行期間，電源分系統僅需提供1/2到1/3的額定能量。開機巡檢，是對電源分系統在額定負載下的供電能力的考核。”
同時，配合總體開展飛船的能量平衡分析，進行故障預案的推演和發電能力的評估。結果顯示，神舟十三號在軌運行期間，電源分系統整個供電狀態非常好，“雖然已經在軌工作近6個月，太陽電池翼的發電能力和飛船入軌初期基本沒變化。”鐘丹華說道。
在軌期間，神舟十三號與空間站成功開展了6次并網供電，充分驗證了空間站的智能用電模式。鐘丹華介紹，“神舟十三號在軌的六個月，經歷了空間站組合體對地飛行、慣性飛行，以及天舟二號轉位試驗等復雜遮擋情況。6次并網供電最短2天，最長5天，確保飛船正常運行的同時，考核了電源分系統適應全遮擋工作的能力，也驗證了空間站核心艙的徑向口最大提供載人飛船1400瓦供電能力的設計指標。”
據悉，神舟十三號飛船首次采用5圈快速返回的方案，分離到落地僅需10小時。這對于電源來說，得益于研制團隊在神舟十二號返回時制定的詳細供電保障方案，電源分系統精確制定了工作模式轉換調整程序、開展了能量平衡分析和預計，配合總體完成了正常返回、快速返回和應急返回等不同返回模式下電源保障方案。
同時，配合總體開展了故障預案的推演。據鐘丹華介紹，由于此次是首次在徑向復雜遮擋條件下，開展組合體分離等返回動作，電源的重點工作是保證在任何角度和工況下，飛船能夠安全地實施分離，順利進入自主飛行狀態。“電源分系統需要根據太陽入射角和遮擋情況，制定飛船實施分離期間的供電保障方案。從目前的返回時間來看，太陽入射角比較理想，可以說是一個比較柔和的返回過程。”
當神舟十三號的返回，遇上上海新冠肺炎疫情“倒春寒”，對于電源分系統地面支撐人員來說，是一場前所未有的挑戰。為確保神舟十三號在返回期間，電源分系統地面監控工作的可靠執行，811所研制人員制定了“三地聯動”飛控策略。鐘丹華說，“北京、酒泉、上海，三地同步神舟十三號返回電源分系統地面監控工作。其中最具挑戰的在酒泉。從進入酒泉基地，到神舟十三號返回，中間僅有一天的時間。我們需要在這段時間內，啟動各種設備、打通與北京的通訊鏈路，這是一場與時間的賽跑，確保特殊時期，保障航天員成功返回。”
