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暖雪8521

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日志

 
 

“小飞”“地月旅行”安全返回  

2014-11-01 11:16:39|  分类: 战略观察 |  标签: |举报 |字号 订阅

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“小飞”“地月旅行”安全返回 - 暖雪8521 - 暖雪8521

 

11月1日晨,中国探月工程三期再入返回飞行试验返回器在中国内蒙古中部预定区域四子王旗降落。这是中国航天器第一次在绕月飞行后再入返回地球。这标志着继苏联和美国之后,中国成为了成功回收绕月飞行器的第三个国家。

它标志着中国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术,为确保嫦娥五号任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础。

“任务成功,非常完美。”着陆场站气象台教导员齐华第一时间给父亲齐收金发送了一条信息。父子二人分别是气象台建站43年来第一任和第四任站长。

“小飞”是网友给中国探月工程三期再入返回飞行试验器的昵称。这次试验的目的是通过真实飞行,获取试验数据,验证未来探月三期主任务星嫦娥五号再入返回地球的关键技术。

10月24日凌晨,“小飞”在西昌卫星发射中心由长征三号丙运载火箭发射升空。八天的“地月旅行”中,飞行试验器经历了地月转移、月球近旁转向、月地转移。最后,飞行试验器的服务舱和返回器成功分离,返回器成功返回。

国防科工局副局长、国家航天局副局长吴艳华说,经历了大约84万公里的太空飞行,试验器将以半弹道弹跳式高速再入返回,获得大量重要的实验数据。

探月工程三期副总设计师郝希凡表示,这次飞行任务为探月工程三期验证了返回器气动外形设计、防热、“半弹道跳跃式”高速再入导航制导与控制系统、月地返回及再入返回地面测控支持能力、可靠着陆、可靠回收六项技术。

中国探月工程2004年立项,以无人探测为主,分“绕”“落”“回”三步走。

十年来,由国防科工局牵头实施的探月工程进展顺利。嫦娥一号2007年10月24日发射,圆满完成一期“绕月”使命后于2009年3月成功受控撞月。嫦娥二号2010年10月1日发射,获得了世界首幅7米分辨率全月图,对嫦娥三号预选的落月区域进行重点探测。嫦娥三号2013年12月2日发射,12月14日实现月面软着陆。嫦娥四号原本是嫦娥三号的备份星。探月二期“落月”任务完成后,嫦娥四号任务还在深化论证中。

预计2017年前后执行的嫦娥五号任务面对的挑战,除了此次“小飞”试验的高速返回外,还有月面采样、月球轨道的交会对接和月面起飞。

返回过程

这是中国首次迎来从遥远月球上空返回的人造航天器。北京航天飞行控制中心以精确的测控与轨道设计,为中国航天书写新的辉煌。

“舱器分离!”,5时53分,北京航天飞行控制中心飞控大厅内,随着总调度戴堃洪亮的调度口令响起,“嫦娥”迎来回家路上的第一个紧张时刻。 

 飞控大厅右侧的大屏上实时显示,在距地面5000公里的太空中,服务舱缓缓向着返回器斜上方飞去,5米,10米,20米……距离越拉越远。

这是一次历史性的分离,对航天人来说这一幕何其熟悉。15年前,神舟一号飞船返回舱与轨道舱似乎就是这样分离的;11年前,神舟五号返回舱载着杨利伟与轨道舱似乎也是这样分离的……

“服务舱规避机动!”舱器分离约3分钟后,为确保返回器安全,服务舱按照地面科技人员预设程序开始调姿,约8分多钟后开启发动机,进行规避飞行。

此前,测控通信指挥部指挥长陈宏敏告诉记者。两器分离时的速度达10.8公里/秒,接近第二宇宙速度,而且服务舱在返回器之前,如果不实施规避机动,则可能发生碰撞,对返回器造成巨大威胁。

很快,服务舱从大屏的三维动画中消失,返回器“嫦娥”进入了自由飞行状态。从飞控大厅中间的巨幅液晶屏上可以清晰的看到,“嫦娥”飞过了南大西洋,正从印度洋的上空沿着红色标识的预定轨道向着祖国大陆飞来。

陈宏敏向记者介绍,为了让嫦娥回家,测控通信系统沿返回走廊布设了一条地面测控链,通过这条测控链,他们可以向返回器发送指令,并通过测控链获取的数据,实时计算出返回器的轨道并预报其着陆地点。

    此刻,在飞控大厅隔壁的轨道机房里,中心轨道控制科技人员们紧盯屏幕、十指翻飞,正紧张地进行“嫦娥”返回轨道预报。年轻的控制工程师盛庆轩告诉记者,精确的轨道预报是引导测站跟踪返回器和进行返回器落点预报的前提。稍有差池,就无法保证安全返回了。

    6时11分许,“建立返回再入姿态!”听到这声报告,飞控大厅的科技人员们一直悬着的心终于可以稍稍放松一下了。

    2分钟后,飞控大厅气氛再次紧张起来。在距地面大约120公里的大气层边缘,“嫦娥”像一颗流星一般向地球大气层飞去。飞控大厅的科技人员们纷纷抬起头来,透过巨幅液晶屏上的三维动画,深情注视进入初次再入飞行的“嫦娥”。

    持续3分多钟的初次再入算得上是发生在地球稠密大气层里的一场精心动魄动作大片。虽然从大屏的动画上无法看到真实的再入场景,但从专家的讲述中,记者仍有身临其境、心跳加速的感觉。这3分多钟里,“嫦娥”不但会因高速飞行与大气摩擦进入黑障,而且在黑障区会在稠密大气的阻滞下弹跳起来。就像在河面上打水漂一样,高速飞行的石块会在水的浮力作用下弹起再落下。

    “这一跳是生死攸关的一跳!”周建亮说,“如果跳不起来,'嫦娥'就会一头栽下摔个粉身碎骨,如果跳过了,'嫦娥'就会逃离大气层,无法二次再入。”

    “返回器第一次升力控制结束,转自由飞行段!”6时17分,飞控大厅里掌声雷动,科技人员们纷纷用欢呼和拥抱庆祝着“嫦娥”姑娘惊艳、完美的纵身一跳。这一跳,“嫦娥”跃出了黑障,跳出了大气层;这一跳,“嫦娥”跨过了返回最危险的旅途,吹响了任务圆满成功的号角。

    最危险的时刻已经过去,然而,“嫦娥”回家的路还有很远。飞控大厅很快再次沉寂下来,科技人员们开始为嫦娥最后的归程认真的监视着,紧张的计算着……

 “首次再入结束后,'嫦娥'飞行速度会下降到第一宇宙速。”周建亮告诉记者,“二次再入过程就与神舟飞船返回类似了。”

    6时23分,“返回器转入二次再入飞行阶段!”返回器再次启动了升力控制。随后,北京飞控中心再次向各方向测站发送了落点预报。

    6时27分许,“嫦娥”第二次飞出了黑障区。

    “回收四号跟踪开始!”

    此刻,飞控大厅的巨幅液晶屏上显示出内蒙古着陆场站光学观测点拍摄记录到的返回器实时光学图像和红外图像。从图像上记者看到,“嫦娥”姑娘像一颗在旭日晨辉中闪耀的流星来到了了祖国大陆的上空。

    时间一分一秒的过去,“嫦娥”离家的距离也越来越近了。最后的时刻终于到来--

    “弹伞舱盖!”6时31分,随着总调度一声令下,“嫦娥”在内蒙古上空10公里的地方启动了最后的回收程序。

    短暂的十几秒钟后,“嫦娥”打开了伞舱盖,弹出了减速伞。很快,巨大的主降落伞在减速伞的拖拉下打开了。高速飞行、灵巧轻盈的“小嫦娥”在主伞巨大的拉力下,被拽了起来,仿佛仙女摇曳于空中的舞姿。

    着陆场早已到达预定待命空域的直升机和地面的回收分队,按照北京飞控中心发送的落点预报,向着目标着陆点靠拢。

    6时42分,在万众期待下,“嫦娥”翩翩落下,安全着陆。随后,喜讯传来:我国探月工程三期再入返回飞行试验任务取得圆满成功!

    飞控大厅里,掌声再次响起,欢欣鼓舞的科技人员们纷纷拥抱欢呼。此刻,窗外已是群鸟啾啾,朝霞满天。迎着一缕冬日初生的晨光,伴着一曲来自月亮的旋律,中国探月一个新的时代已经拉开!

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