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新一代载人飞船试验船返回舱着陆

多项飞控技术为任务成功提供保证 验证飞船控制及部分重复使用等关键技术

2020年05月09日 星期六 北京青年报
我国新一代载人飞船试验船返回舱成功着陆

    新华社电   我国新一代载人飞船试验船返回舱8日13时49分在东风着陆场预定区域成功着陆,试验取得圆满成功。

    8日12时21分,北京航天飞行控制中心控制试验船完成返回制动,进入返回轨道。13时33分,服务舱与返回舱成功分离。13时49分,试验船返回舱安全着陆。搜救分队第一时间发现目标并到达着陆现场开展处置,经现场确认,舱体结构完好。

    试验船于5日18时,从文昌航天发射场发射升空,在轨飞行2天19小时,完成了多项空间科学实验和技术试验,验证了新一代载人飞船高速再入返回防热、控制、群伞回收及部分重复使用等关键技术。

    新一代载人飞船是面向我国载人月球探测、空间站运营等任务需求而论证的具有国际先进水平的新一代天地往返运输飞行器,具备高安全、高可靠、模块化、多任务、可重复使用等特点,可提高我国载人飞船的乘员人数和货物运输能力。试验船采用返回舱与服务舱两舱构型,通过配置不同的服务舱模块来适应近地空间和月球探测任务。北京航天飞行控制中心创新多项飞控技术,为试验任务圆满成功提供了坚实保证。

    亮点

    全新轨道设计

    让飞船飞得更安全

    新一代载人飞船试验船,是面向我国空间站运营及未来载人探月需求而设计的,运行轨道首次采用远地点8000公里的大椭圆轨道。在轨运行时,采用全新的自主轨道控制和返回预测制导控制模式,轨道设计极为复杂,具有很高的控制难度。

    为保证其安全性和稳定性,北京飞控中心周密设计了一套轨道控制方案,当自主轨道控制不能满足要求时,随时可以转入地面控制模式进行应急轨道重构,为试验船保驾护航。

    由于取消自主轨控的时机不确定、故障入口多、处置时间紧,对飞控团队的应急重构能力提出了更高的要求。为了应对随时可能发生的异常状况,北京飞控中心分析了几十种基于能量优化和准确着陆返回的轨道重构控制策略,大大提升了应急情况下快速进行地面控制的能力。

    精准跟踪

    进行返回控制等

    试验船在轨时间不到3天,却要完成多次轨道调整和应急处置,返回控制关系任务成败。

    不同于以往载人飞船采用的标称轨道模式,此次试验船返回舱再入返回过程采用自主预测制导方法进行返回控制。自主预测制导模式下,试验船会根据自己当前所在位置对轨道不断进行较大范围的调整。

    面对目标轨道的不断变化下,还要保证返回段的测控站能够准确捕捉到目标,北京飞控中心根据试验船实时下传的倾侧角修正量,制定了试验船动态引导方案,并依据实时数据测算,精准引导测控站对目标进行跟踪。尤其是返回舱从出黑障到落地,仅仅几分钟的时间内,北京飞控中心快速精准做出最后一次落点预报,对测控站和空中搜索分队进行引导,为任务的成功提供可靠保障。

    应急预案

    织出安全网

    应急预案就像是航天器的安全网,做得越细密才能越可靠。

    在长征五号B运载火箭首飞任务中,飞控团队针对火箭发射及入轨段、试验船、测控网和中心内部等几个部分,详细制订了600多个故障预案,其中紧急重大故障模式预案上百个,故障的协同程序都达到了上千页。

    他们还将故障失效模式分析(FMEA)与故障树分析的方法相结合,科学全面地将故障分析落实成为一系列预案和具体的可实施的操作。

    “虽然没有人在航天器上,但是载人航天工程任何时间的任何阶段我们都必须拿出过硬的标准。”长征五号B运载火箭首飞任务型号团队成员李亮感慨道。

    文并图/新华社