中国载人登月迎来新突破

路上的二缺

【举世时报报道 记者 樊巍】编者的话：据中国载人航天工程办公室消息，2月11日，我国在文昌航天发射场乐成构造实行长征十号运载火箭体系低空演示验证与梦舟载人飞船体系最大动压逃逸飞行试验。此次试验是继长征十号运载火箭系留点火、梦舟载人飞船零高度逃逸飞行、揽月着陆器着陆腾飞综合验证等试验后，构造实行的又一项研制性飞行试验，标记着我国载人月球探测工程研制工作取得紧张阶段性突破。
4 ]( z& i* R. Y0 E; I) Q
飞行试验创造多个“初次”
$ k$ k( b' q  U中国载人航天工程办公室发布的消息表现，此次试验具有新型号火箭、新型号飞船、新发射工位，以及火箭、飞船海上接纳新使命等诸多亮点，到场试验的火箭和飞船均为初样状态。此中，火箭接纳芯一级单级构型，前期举行了两次系留点火试验；飞船返回舱前期举行了零高度逃逸飞行试验。为开展此次试验，相干参试产物均按照可重复利用要求和流程完成了顺应性改造，文昌航天发射场按照边建立边利用的计谋降服各种困难确保试验准期实行，着陆场体系围绕飞船返回舱初次海上溅落接纳技能难点开展针对性练习和演练。
《举世时报》记者11日在文昌航天发射场看到，上午11时地口试验指挥中央下达点火指令，火箭点火升空。在到达飞船最大动压逃逸条件后，飞船吸收火箭发出的逃逸指令，乐成实行分离逃逸。随后，火箭一级箭体和飞船返回舱分别按步伐受控溅落于预定海疆。12时20分，海上搜救分队完成返回舱搜刮接纳使命。
; F3 d& U3 y6 U3 z1 _" x7 K此次试验创造了我国多个初次：长征十号运载火箭初次初样状态下的点火飞行；初次飞船最大动压逃逸试验；初次载人飞船返回舱和火箭一级箭体海上溅落；文昌航天发射场新建发射工位初次实行点火飞行试验使命。此次试验乐成验证了火箭一级上升段与接纳段飞行、飞船最大动压逃逸与接纳的功能性能，验证了工程各体系相干接口的匹配性。
6 V  Z/ n$ p  m+ A- k2 `文昌航天发射场钟文安11日向《举世时报》记者先容称，此次试验使命是长征十号系列火箭和梦舟载人飞船研制过程的里程碑节点，也是火箭接纳和可重复利用技能的创新探索，将为我国载人月球探测工程、空间站应用与发展工程提供紧张支持。
1 m% A, n* ]* l8 n1 O“长十”火箭通过多重磨练
长征十号运载火箭是我国为实现载人登月使命研制的新一代载人运载火箭。该型火箭接纳三级半构型，最大高度约90米，腾飞推力约2700吨。它是现在国内最大的一款运载火箭，能将载人飞船和着陆器送至奔月轨道，这也是国内现在唯一能实行这项使命的火箭。本次试验使命，是对长征十号的芯一级开展低空飞行演示验证。
) S# S: _5 P7 ]“只管我们将此次使命定名为‘低空飞行试验’，但它的技能难度和飞行高度远超‘低’的字面寄义。”中国航天科技团体技能专家朱平平11日向《举世时报》记者先容称，本次试验虽仅有长征十号火箭的芯一级与梦舟飞船共同飞行，但芯一级的最大飞行高度已经突破了卡门线（100公里），到达105公里，这个高度已经到达了后续正式使命芯一级的飞行高度。这意味着此次的试验火箭已进入近太空情况，面对更复杂的气动和热情况磨练。
在采访过程中，朱平平多次夸大了此次使命长征十号火箭芯一级必要面对的复杂局面。他表现，此次使命的飞行剖面是中国航天史上最为复杂的一次。此次使命中火箭芯一级在国际上初次实现了“上升段最大动压逃逸”与“返回剖面”的联合飞行。这种“上升—返回”一体化验证，是对火箭体系全局控制本领的极限测试，在国际航天范畴尚无先例。
  @: V1 {( X0 K/ Z, V, {“国际上，火箭在完成最大动压逃逸分离后，通常不再继承飞行。然而，此次使命中，火箭芯一级在将飞船送到最大动压点后，仍将继承飞行，还必要完成后续的返回使命。这是国际上第一次将这些使命剖面联合在一起开展飞行试验。”朱平平表现，此次试验包罗完备的返回剖面，长征十号火箭所遭遇的最大热流和动压均为国内现在最高程度。返回段需蒙受极度高温和睦动载荷，对火箭布局、热防护体系及姿态控制提出了严苛要求。
2 S4 c/ f+ n1 p  A; k+ W为了实现这一复杂的飞行剖面，火箭研制团队重点突破了多项关键技能。
+ a. d: z% |/ L( ]& W“我们为火箭配备了‘聪明大脑’，可及时评估发动机等关键装备在腾飞段的康健状态。”朱平平先容称，长征十号火箭芯一级在上升段通过发动机推力准确调治，确保满意飞船最大动压试验条件，这为后续使命积聚关键数据。
别的，火箭芯一级的发动机还举行了高空二次启动与悬停点火试验。据相识，长征十号火箭芯一级在返回段需完成两次发动机再启动，第一次是高空二次启动，实现轨道调解；第二次是着陆前悬停点火，为精准接纳奠基底子。这对发动机可靠性、燃料管理及点火时序控制提出了极高要求。
& E4 B6 d# K. G“长征十号火箭芯一级到达预定关机点高度和速率后发动构造机，随后转入返回段飞行。”朱平平进一步先容称，这一阶段试验箭体的使命剖面更加复杂，必要试验箭体在短时间内完成滑行调姿、动力减速、气动减速、着陆等一系列高精度动作。
$ W) Y3 j* b( {' M! K, m据《举世时报》记者相识，在着陆阶段，长征十号火箭芯一级在间隔海平面约莫3公里的高度再次点燃发动机，以便举行末了着陆前的准确位置和姿态调解。“我们会将芯一级的速率控制在非常小的范围内，在间隔海平面约莫5米的高度上。芯一级会悬停于海面，末了发动构造机，芯一级溅落于海面。”朱平平表现，针对此次返回试验中面对的国内最大热流和动压挑衅，研制团队优化了箭体热防护质料及布局结构，确保返回段箭体在高温、高压情况下的稳固性。后续会重新评估火箭是否具备下次飞行的本领，为今后的重复利用积聚非常紧张的数据底子。
此次使命中，长征十号火箭芯一级还开展了“网系接纳模式”试验。区别于传统着陆腿接纳，思量到初次试验的风险控制，火箭在接纳船旁200米的海平面预制模仿落点着陆，通过箭船信息交互驱动接纳平台模仿捕合动作，以此评估火箭与接纳体系的匹配度，为后续现实接纳积聚履历。
梦舟飞船实现“极限逃逸”
2月11日上午，梦舟飞船随长征十号火箭芯一级点火升空后，火箭上升飞行至间隔海平面约11公里的高度时到达最大动压工况，并向梦舟飞船发出逃逸信号。飞船逃逸体系敏捷相应指令，依次完成服务舱和返回舱分离、发动机点火、姿态调解、逃逸塔和返回舱分离等关键动作，返回舱降落到8公里高度时降落伞顺遂睁开，终极安全着陆于预定海疆，我国初次最大动压逃逸飞行试验取得圆满乐成。

“在火箭发射上升过程中，‘最大动压点’即火箭发射过程中蒙受气流压力最大的时候。此时，飞船处在气流打击最剧烈的极度情况中，面对着超音速气流扰动、姿态失控等多重风险，而且逃逸决议与实行的时间窗口很短，对逃逸体系的相应速率和可靠性提出磨练。”中国航天科技团体技能专家邓凯文11日向《举世时报》记者先容称，最大动压逃逸飞行试验模仿的正是在火箭上升至海拔约11公里的最大动压点处遭遇突发状态时，飞船要降服恶劣的气动情况条件，实现逃逸安全和航天员救生。
据《举世时报》记者相识，作为梦舟飞船与长征十号运载火箭的初次团结飞行，本次试验工况复杂，试验难度大、状态新、风险高，并面对着飞船舱段安全分离、上升段全程逃逸、高动压条件下的逃逸飞行控制等技能难点，对可靠性要求极高。
此中，舱段安全分离是本次试验的主要困难。与正式飞行使命火箭先关机、飞船后逃逸差别，此次试验中飞船逃逸飞行器需在火箭不关机、初始高动压、大角速率等条件下快速完成服务舱和返回舱分离，这对分离可靠性、安全性要求极高。为此，研制团队深入分析辨认逃逸表里扰动特性，完成十万级打靶仿真与多轮风洞试验，终极确保分离控制体系安全可靠。
上升段全程逃逸则是面对的另一个困难。邓凯文先容称，此次试验要求飞船对全程逃逸救生步伐举行实飞验证，飞船要在发射上升段具备恣意时候实行逃逸的本领。研制团队创新计划了覆盖低空、中空、高空的全场景逃逸模式，并通过多轮弹道打靶仿真适配各类飞行毛病，实现发射上升段全程逃逸救生。
而针对高动压逃逸飞行控制困难，研制团队接纳大推力固体姿控发动机与返回舱发动机复合控制方案。
“在此次试验中，制导、导航与控制分体系突破了逃逸弹道指向制导、复杂动力学特性飞行器稳固控制等关键技能，接纳着陆分体系进一步验证了群伞体系等关键产物的可靠性。”邓凯文称。
此前，我国曾于1998年乐成实行神舟飞船初次零高度逃逸飞行试验，为载人航天积聚了名贵履历，但在最大动压这一极度工况的逃逸验证范畴恒久处于技能空缺状态。
此次试验实现了多个“初次”。“此次试验是初次构造实行飞船体系上升段全流程逃逸飞行试验，还初次完成逃逸后落海及海上接纳试验。别的，初次在文昌发射场开展梦舟飞船全流程总装测试。”邓凯文表现，这些突破不但弥补了我国在载人飞船高动压逃逸验证的技能空缺，更为载人月球探测工程筑牢了关键技能根基。