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航天专家详解再入返回飞行试验器轨道特点:从“绕”到“回”

2014年10月31日18:51    来源:新华社    手机看新闻
原标题:从“绕”到“回”——航天专家详解再入返回飞行试验器轨道特点

新华社北京10月31日电 

田兆运、杨启鹏

再入返回飞行试验器的发射,意味着我国探月工程正式进入到第3期。为了让飞行试验器绕月后返回地面,北京航天飞行控制中心专家在轨道的设计、控制、测控上做了多处创新,保障飞行试验器在饱览月球风光后能够安全顺利地回到地球的怀抱。

轨道设计:采用阿波罗13号应急轨道

“这次飞行试验器的轨道为绕月自由返回轨道。设计这样的轨道,主要是模拟嫦娥五号从发射轨道,最终调整为返回的轨道。”北京航天飞行控制中心总工程师周建亮说,“两个轨道之间的差异很大,对此,我们巧妙地借用月球的引力改变了轨道方向、轨道倾角,完成了我们需要的改变,这样可以节省大量燃料。”

再入飞行试验器轨道主管设计师汪中生介绍说,这次采用的自由返回轨道,是美国登月飞船阿波罗13号在应急返回地球时使用的轨道,这次将这一轨道应用于再入返回试验,也可以说是一种“创新”。

“但是,一些参数的选择还是会受到限制,毕竟中美使用的运载火箭之间还是有很大差别。对此,我们通过大量的数字反证来挑选满足设计约束的轨道,包括航程约束等。”汪中生说。

轨道控制:6次轨道调整保障飞行器进入再入区间

在轨道控制上,这次试验采用的是半弹道跳跃式返回,也是我国航天器首次采取这种方式。

周建亮说:“因为返回的速度非常快,对于再入角的要求就非常高,只允许0.4度的误差区间。如果再入角过小,试验器就不能返回地球。如果再入角过大,就不能实现第一次的弹出,这样就越过了既定的防护设计。”

“这就要求我们对轨道的控制能力必须很高才行。自试验器入轨以来,我们就一直在围绕提高轨道控制精度开展工作。我们预先设计的6次轨道调整,就是用来把轨道修正到最终的轨道上。”周建亮说。

轨道测控:3站联测满足定轨要求

“如果说控制是要让飞行器飞到哪里去的话,测定的目的就是要知道飞行器要到哪里去和将要到哪里去。”周建亮说。

然而,在茫茫太空中,这不是一项简单的任务。

作为北京航天飞行控制中心轨道室主任,谢剑锋是一位在业界崭露头角的青年科技专家。他说:“载人航天任务中,整个测控是一个连续的过程,而在这次再入返回飞行试验中,在试验器进入再入走廊后,因为不能实现测控的无缝覆盖,再加上这是我国第一次进行半弹道跳跃式返回,虽然我们对跳起的轨道有一定的预估,但没有达到对正式任务的确定度,所以对于我们测站的捕获提出了更高的要求。”

面对挑战,中心采取了3站联测的测定方案,形成一个等边三角形的测控区域,满足精确定轨的要求。(完) 

(责编:胡雪蓉、杨磊)


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