牵引“天神”筑梦太空 北京飞控中心突破五项关键技术

2016年11月18日18:08  来源:人民网-科技频道
 

人民网北京11月18日电(赵竹青)2016年11月18日,注定是载人中国航天史册的一天。伴随着神舟十一号飞船的安全着陆,天宫二号与神舟十一号载人飞行任务取得了圆满成功。此次任务是我国载人航天工程空间实验室应用阶段的关键一战,任务周期之长、试验项目之新、技术要求之高均前所未有。为确保任务圆满,北京航天飞行控制中心瞄准任务需求,紧盯难点特点,组织青年科技创新团队集智攻关,连续突破五项关键技术:

一是高精度中长期定轨预报技术。天宫二号交会对接轨道为393公里,需在飞船发射前21天实施轨道维持,兼顾调相、圆化和轨道高度控制,对长时间轨道预报精度提出了新的要求。北京飞控中心中心利用天宫一号“393±10公里轨道确定与预报”拓展试验获取的轨道测量数据,通过对天宫二号精细化建模、大气密度估值与空间环境参数应用策略优化,有效提高了轨道预报精度。任务期间,中心的轨道预报精度完全满足指标要求。

二是393公里轨道远导控制策略设计与验证技术。为适应空间站交会对接任务新的控制需求,神舟十一号飞船需具备在更大范围内进行交会对接的能力。由于初始相位不同、轨道高度不同,北京飞控中心重新设计了地面导引控制策略,验证轨道和控制精度,优化实施流程,同时重新制定相应的应急控制策略。

三是高精度短弧段快速测定轨技术。神舟十一号远距离导引第5次控制与自主导引段第一脉冲控制的时间间隔仅为2圈,定轨时间仅1圈,为短弧段定轨精度提出了更高的要求。为此,中心自2014年底开始,持续开展了定轨精度分析与打靶仿真工作,通过优化算法、构建模型、压缩流程等一系列环节,创新出高精度短弧段快速测定轨技术,确保了任务中远距离导引控制的顺利实施。

四是返回前快速轨道控制技术。为验证飞船快速轨道控制能力,同时优化飞船返回再入品质,飞船返回前的轨道维持采用一圈内两次变轨的控制模式。中心根据任务需求,开展了计算方案分析确定工作,采用组合体轨道维持与双脉冲联合优化策略,满足了飞船撤离后的各项指标约束。

五是伴星飞越观测及驻留轨道控制技术。在组合体运行阶段,中心要控制伴星实现飞越观测组合体等试验。同时,还要实现驻留点捕获、保持、转移等复杂类型控制,驻留及飞越轨道精度要求高。中心综合分析了控制误差、大气密度、轨道衰减等影响因素,设计了伴随卫星飞越观测、驻留点捕获、驻留点移动重构等算法,实现了高精度的轨道控制。

(责编:魏艳、赵竹青)

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