制圖：張丹峰 汪哲平
三朵巨大的“傘花”在東風(fēng)著陸場(chǎng)上空盛放，新一代載人飛船試驗(yàn)船返回艙緩緩向地面降落。5月8日13時(shí)49分，返回艙平穩(wěn)著陸，試驗(yàn)船飛行試驗(yàn)任務(wù)圓滿成功。
●艙體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新、返回艙材料新、“大腦”系統(tǒng)新
長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭送入預(yù)定軌道的新一代載人飛船試驗(yàn)船，主要對(duì)新飛船高速再入返回防熱、控制和群傘回收等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行飛行驗(yàn)證，并在后續(xù)研制中加以改進(jìn)。
新一代載人飛船是面向我國(guó)載人月球探測(cè)、空間站運(yùn)營(yíng)等任務(wù)需求而論證的具有國(guó)際先進(jìn)水平的新一代天地往返運(yùn)輸飛行器。未來(lái)，它不僅可護(hù)送航天員往返離地球近400公里的中國(guó)空間站，還能完成38萬(wàn)公里外的載人登月甚至去更遠(yuǎn)的星球探險(xiǎn)。新飛船還有著“載人+載物”的強(qiáng)大本領(lǐng)，可謂一船多用。
新一代載人飛船試驗(yàn)船由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司中國(guó)空間技術(shù)研究院抓總研制，應(yīng)用了不少創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
新飛船試驗(yàn)船總體主任設(shè)計(jì)師楊慶介紹，兩艙的艙體結(jié)構(gòu)是新設(shè)計(jì)。試驗(yàn)船由返回艙、服務(wù)艙兩艙構(gòu)成，返回艙是整船的指令中心，也是航天員生活居住的地方，服務(wù)艙則提供動(dòng)力和能源。與神舟飛船三艙結(jié)構(gòu)不同，新的結(jié)構(gòu)中，返回艙密封艙空間更大，未來(lái)可根據(jù)任務(wù)需求做“隔間”，打造工作區(qū)、餐飲區(qū)等，為航天員提供更舒適的生活居住環(huán)境。
返回艙“外衣”新。專家打比方說(shuō)，試驗(yàn)船返回艙這次穿了兩件“衣服”，里面這件用新型金屬材料做成，相當(dāng)于“墻壁”的作用，圍出了航天員的“駕駛室”——容積大、密封性好、艙內(nèi)視野遮擋少?！巴庖隆庇赡蜔g的新型輕質(zhì)防熱材料打造，能承受住再入返回大氣層過(guò)程中上千攝氏度的高溫?zé)g。
“大腦”系統(tǒng)新。試驗(yàn)船在天上工作期間，在多天內(nèi)進(jìn)行多次自主軌道控制，將自己抬升到大橢圓軌道，時(shí)間緊、動(dòng)作密集，全靠“大腦”也就是GNC系統(tǒng)應(yīng)對(duì)。這套系統(tǒng)不僅知道飛船處在什么位置，而且還知道將要去哪里，走哪條路能更快地到達(dá)目的地，可以自主“變道”去往目的地。
●航天測(cè)控為試驗(yàn)船太空試驗(yàn)和成功著陸保駕護(hù)航
試驗(yàn)船成功著陸，北京航天飛行控制中心大廳內(nèi)一片歡騰。航天測(cè)控人用一次次嚴(yán)密的計(jì)算、一條條精準(zhǔn)的指令，為任務(wù)圓滿完成提供了有力保證。
新一代載人飛船試驗(yàn)船于5月5日搭乘長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭升空后，北京飛控中心隨即組織陸、海、天基測(cè)控網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行密切跟蹤監(jiān)視，經(jīng)過(guò)7次軌道控制，順利將其從近地橢圓軌道抬高至遠(yuǎn)地點(diǎn)近8000公里的大橢圓軌道。返回階段，返回指令從北京飛控中心發(fā)出后，制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，試驗(yàn)船返回艙與服務(wù)艙成功分離，返回艙建立再入姿態(tài)。再入返回過(guò)程中，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)落點(diǎn)位置，引導(dǎo)各測(cè)控站對(duì)返回艙進(jìn)行連續(xù)跟蹤，確保搜索回收工作順利完成。
新型運(yùn)載火箭、全新的軌道設(shè)計(jì)、全新的控制模式……給飛控總體方案設(shè)計(jì)帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。測(cè)控人員攻克一系列技術(shù)難題，創(chuàng)新了多項(xiàng)飛控技術(shù)。
長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭首飛任務(wù)測(cè)控通信指揮部成員鄒雪梅介紹，試驗(yàn)船使用全新自主軌道控制和返回制導(dǎo)控制模式，尤其是前7次控制采用全自主模式，由于該模式是第一次在軌試驗(yàn)，需要地面飛控團(tuán)隊(duì)保駕護(hù)航。
通過(guò)攻克航天器大橢圓軌道高速再入返回控制等飛控關(guān)鍵技術(shù)，航天測(cè)控科技人員保障試驗(yàn)船順利完成多項(xiàng)在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
●著陸場(chǎng)精心準(zhǔn)備，迎接返回艙回到地球懷抱
試驗(yàn)船返回艙返回階段，除了群傘氣動(dòng)減速和氣囊著陸緩沖技術(shù)護(hù)航回家路，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心東風(fēng)著陸場(chǎng)也精心準(zhǔn)備，迎接返回艙回到地球懷抱。
載人航天工程著陸場(chǎng)系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師卞韓城介紹，著陸區(qū)面積非常大，潛在回收區(qū)域總面積接近13萬(wàn)平方公里。地形地貌多樣化，包括戈壁沙漠、山區(qū)沼澤、河流湖泊等，復(fù)雜多變的地形對(duì)搜索回收力量應(yīng)對(duì)不同環(huán)境、完成不同類型任務(wù)帶來(lái)了嚴(yán)峻考驗(yàn)。由于此次試驗(yàn)船返回艙的個(gè)頭大，寬度相當(dāng)于兩個(gè)卡車，把這樣一個(gè)龐然大物從復(fù)雜地形中運(yùn)送出來(lái)，回收難度可想而知。
為此，著陸場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了科學(xué)部署搜索回收力量等一系列周密準(zhǔn)備。根據(jù)航天器返回概率，對(duì)可能著陸的地區(qū)進(jìn)行了網(wǎng)格劃分，對(duì)應(yīng)不同級(jí)別的搜索力量，合理規(guī)劃資源部署。為保證在惡劣天氣中仍然具備搜索回收能力，組建了多支地面分隊(duì)，既能和直升機(jī)、固定翼飛機(jī)等協(xié)同作業(yè)，也能獨(dú)立搜索。部署多套雷達(dá)和光學(xué)設(shè)備，加大監(jiān)測(cè)力度，通過(guò)跟蹤實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為搜索力量提供預(yù)判信息。
針對(duì)各種可能出現(xiàn)的著陸情況，準(zhǔn)備了60多種飛船搜索回收預(yù)案，在返回艙降落傘沒(méi)及時(shí)打開(kāi)、返回艙掉入水中或降落在危險(xiǎn)地帶等場(chǎng)景，都可迅速啟動(dòng)處置方案。
眾手托舉之下，新一代載人飛船試驗(yàn)船飛行試驗(yàn)任務(wù)獲得預(yù)期效果。（記者 劉詩(shī)瑤 余建斌）
