作者:张素 蔡金曼 姜宁 来源:中国新闻网 发布时间:2014/11/1 15:56:11
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通讯:中国探月工程三期“首战”的九大“首次”

    11月1日,经过漫长而充满艰险的返回征程,中国探月工程三期再入返回飞行试验器的返回器成功在着陆区预定区域降落。图为北京航天飞行控制中心内。张素 摄

中新社北京11月1日电 题:中国探月工程三期“首战”的九大“首次”

作者 张素 蔡金曼 姜宁

中国探月工程三期再入返回飞行试验器于北京时间11月1日返回地球。多位专家受访时表示,这个被视作嫦娥五号任务的“先行者”,以实现多个“首次”而在中国探月史上意义深远。

首次实现绕月自主返回

与神舟飞船返回舱从近地太空轨道返回的第一宇宙速度(7.9公里/秒)相比,“小嫦娥”再入返回飞行试验器是以接近第二宇宙速度(11.2公里/秒)进入大气层。“高速跑车和拖拉机的刹车距离不同”,中国探月工程测控与回收系统副总师周建亮打了个比方。

按照中国探月工程“绕、落、回”三步计划,飞行试验器所承担的主要任务是“回”。“小嫦娥”平稳落地,意味着中国已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。

首次采用半弹道跳跃式轨道设计

“小嫦娥”在高速返回大气层时受控跃起,经过滑行后再次进入大气层并飞向落区,中国探月工程三期副总设计师郝希凡说,这种像是“打水漂”的轨道设计目的是降能减速。

轨道对控制精度提出极高要求,飞行器再入角所能允许的误差范围约为正负0.2度。“如果把地球比作一个篮球,只有一张薄纸那样的缝隙才能让飞行器安全进入。”周建亮说。

首次采用国产宇航级环路热管

试验器热控分系统主任设计师宁献文说,返回舱在再入阶段的表面温度将超过2000摄氏度。为确保返回舱内各种仪器正常工作,他们研制出多种特殊防热和传热材料,还采用了密度小、耐受力强的国产宇航级环路热管。

返回器在高速返回时因与大气剧烈摩擦后表面升温,形成等离子鞘,有效通讯由此中断,俗称“黑障”。周建亮说,为应对任务的两次“黑障”,控制中心提前注入延时控制数据指令,相当于授予“锦囊”。

首次将测控天线安装正负Z轴

测控天线常被安装在卫星的正X轴,意味着对地面测控站的指向固定。此次返回器被安装在正X轴,由此确保在大部分巡航阶段都能朝向太阳以保证能源供给。

将测控天线安装在正负Z轴,意味着地面测控站需根据轨道变化实时测量与返回器的关系。“为高精度瞄准再入角,预设了6次中途修正,不过需要调整微小,最终取消了3次。”北京航天飞控中心总体室副主任吴风雷说。

深空干涉测量中心首次实时参加

北京航天飞行控制中心新建的深空干涉测量中心自主研制出国内首套基于光纤的连线干涉测量系统,处理精度优于10皮秒。该中心还首次建立了无线电测月数据接收处理原型系统,继美国“阿波罗时代”后30年来,国际上再次开展无线电测月科学研究。

首次启用部分监测站

周建亮说,此次包括中国“远望”号测量船队、国内外陆基测控站、北京航天飞行控制中心及西安卫星测控中心共同组成航天测控通信网。

曾参与嫦娥一号至三号任务的北京航天飞控中心总师助理宋军,此役担任测控通信指挥部飞控组副组长,他说有五六个测控站在探月工程中也属首次启用,在返回关键点进行跟踪。

首次启用长三丙增强型火箭

肩负运载任务的长征三号丙改II型改进型火箭是首次亮相。该火箭比长征三号丙基本型约高出1.5米,航天科技集团长三甲系列运载火箭主任设计师胡炜说,“运载能力从3.8吨提升至3.9吨,可以给客户提供更多选择”。

该款火箭的另一“增强”是应用5兆码率测量技术,“设计人员可在火箭上设置更多参数,这是国内现役火箭首次采取的技术”。

首次利用剩余燃料调整火箭末级

火箭末级与探测器一起进入自由返回轨道、再入地球,“火箭末级无法像探测器一样姿态受控,落区范围不好预估,地面防护存在困难。”胡炜说,为避免末级不受控再入地球的影响,此次完成主任务后火箭利用箭上剩余的能源,主动进行轨道调整。

“既把火箭剩余能源排放,降低解体爆炸的可能性,又使火箭末级离开再入轨道,进入相对稳定的大椭圆轨道。”

首次高轨道搭载国际卫星

本次任务还搭载发射了一颗卢森堡4M小卫星,主要用于验证卫星长效电池工作情况。胡炜说,中国长征系列火箭早有商业搭载服务,但对执行高轨任务的长三甲系列火箭来说尚属首次。

卢森堡方面表示,卫星启动、数据传输等均与预期相符,对中国火箭给予好评。(完)

 

 
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