日本载人飞船首次实现三自转高速自主返回

【热点话题回应】 ◎薛英民、罗薇薇及本刊记者付一飞。 11月14日16时40分,载人飞船“神舟二十一号”返回舱在东风着陆场安全着陆。陈东、陈中瑞、王杰等20名神舟航天员目前身体状况良好。航天器于上午11时14分与空间站组件分离,用时不到5个半小时着陆,比上次返回任务缩短了3个多小时。记者从中国航天科技集团公司五院获悉,本次任务中,神舟探测器首次实现三次独立快速返回,标志着我国载人航天器再入返回技术取得新突破,系统可靠性再上新台阶。再入大气层是航天器完成太空飞行任务后脱离轨道,进入地球大气层并最终安全降落在目标区域的过程。怎样才能在此过程中我们如何控制飞船?与之前的返回任务相比,这次从5轨道改为3轨道有何意义?引入3圈自主快速返航有何重要性?中国航天技术集团公司的专家提出了上述问题。第一个问题:如何控制航天器的再入和返回?我国神舟系列飞船全部由中国航天科技集团公司五院研制。其中,五院502研究所研制的制导导航控制系统(GNC系统)就像航天器的“智能飞行员”。它是体现水平和再入返回技术的中央航母。它负责控制航天器发射后从火箭到返回舱再返回地球的飞行。这在典型的交会、对接、再入和返回任务中起着至关重要的作用ns。航天器再入与返回控制主要体现两个方面。一是脱轨控制。这意味着制动器将使航天器减慢离开地球轨道的速度并开始返回过程。另一个是再入段的控制,主要是控制大气层中的升力。中国载人航天工程启动以来,大气层再入返回技术已发展了两代。神舟一号至神舟十一号采用标准轨迹自适应制导系统,神舟十二号以后采用自适应预测制导系统。生成划分的主要依据是折返段的控制。然而,在脱轨控制方面,两代技术都是从头开始计算。问题2:从5圈改为3圈有什么意义?为提高神舟载人飞船返回段的任务效率和应急响应能力,五院研制团队在此前五轨快速返回的基础上,设计制定了三轨道自主快速返回方案,并根据实际工程经验,科学优化了返回策略和对策。从5转到3转最大的变化是离轨控制的制动参数从地面计算变为利用星载计算机自主更新计算。为了确保自动计算的准确性,502实验室和航天器系统进行了多次审查和重新计算,包括审查计划的准确性、飞行程序的合理性、修正算法、确认独立计算结果的准确性和有效性、审查调整后的故障计划,以确保航天器能够高精度返回地球。第三个问题:引入3转自主快返的重要性是什么?三个自主快速返回轨道的实施,可以有效提高神舟载人飞船自主飞行段和联合运行段的危急故障处理能力。与五转返回计划相比,神舟二十一号飞船离开空间站返回地球所需时间缩短了三个多小时,体现了我国再入返回技术的稳定性和可靠性。从神舟一号的标准弹道自适应制导,到神舟十二号的自适应预测制导,再到神舟二十一号的三转高速返回,中国航天人用30多年的时间,走出了一条独特的大气再入技术发展道路。来源:科学技术杂志
(编辑:何欣)

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