5月8日,经过2天19小时的飞行,中国新一代载人飞船试验船返回舱在北京航天飞行控制中心科技人员的操控下,成功返回东风着陆场。
记者当天在北京航天飞行控制中心采访了解到,从轨道设计到预案制定,从发射入轨成功返回,该中心科技人员攻克多个难题,创新多项飞控技术,为试验任务圆满成功提供了坚实保证。
新一代载人飞船试验船是为我国后续载人登月任务所设计,运行轨道是首次采用远地点8000公里的大椭圆轨道。在轨运行时,采用全新的自主轨道控制和返回预测制导控制模式,轨道设计极为复杂,具有很高的控制难度。
据北京航天飞行控制中心科技人员介绍,为保证新飞船安全性和稳定性,该中心设计了一套轨道控制方案,当自主轨道控制不能满足要求时,随时可以转入地面控制模式进行应急轨道重构,为试验船保驾护航。
长征五号B运载火箭首飞任务型号团队成员李亮说,由于取消自主轨控的时机不确定、故障入口多、处置时间紧,对飞控团队的应急重构能力提出了更高的要求。为了应对随时可能发生的异常状况,该中心分析了几十种基于能量优化和准确着陆返回的轨道重构控制策略,大大提升了应急情况下快速进行地面控制的能力。
试验船在轨只有不到3天的时间,却要完成多次轨道调整和应急处置,返回控制是整个任务成败的关键。
北京航天飞行控制中心科技人员告诉记者,试验船返回舱再入返回过程采用自主预测制导方法进行返回控制,不同于以往载人飞船采用的标称轨道模式,自主预测制导模式之下,试验船会根据自己当前所在位置对弹道不断进行较大范围的调整。
面对目标轨道的不断变化,还要保证返回段的测控站能够准确捕捉到目标,北京航天飞行控制中心根据试验船实时下传的倾侧角修正量,制定了试验船动态引导方案,并依据实时数据测算,引导测控站对目标进行跟踪。
尤其是飞船从出黑障到落地,仅仅几分钟的时间内,北京航天飞行控制中心科技人员需要快速精准做出最后一次落点预报,对测控站和空中搜索分队进行引导,多抢出来的每一秒钟,都是任务成功的可靠保障。
李亮说,飞船不返回,“双想”不停止。他们将故障失效模式分析与故障树分析的方法相结合,将故障分析落实成为一系列预案和可实施的操作。
在长征五号B运载火箭首飞任务中,飞控团队针对火箭发射及入轨段、试验船、测控网和中心内部等几个部分,制定了600多个故障预案,其中紧急重大故障模式预案上百个,故障的协同程序都达到了上千页。
“虽然这次任务没有人在航天器上,但是载人航天的工程,任何时间的任何阶段,我们都必须拿出最严格的标准。”李亮说,“这几十万字的预案就是我们对任务的承诺。”