航天專家講述“小嫦娥成長記”

馬俊

中國探月工程三期中技術難度最高的“再入返回飛行試驗”11月1日以一次接近完美的著陸宣告成功，標志著我國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關鍵技術。多名參與研制的中國航天專家向記者揭示了這個為嫦娥五號重返地球探路的“小嫦娥”是“如何煉成的”。

11月1日凌晨5時許，北京航天飛行控制中心通過地面測控站向再入返回飛行試驗器注入導航參數；5時53分，飛行試驗器服務艙與返回器在距地面高約5000公里處正常分離，宣告整個試驗中最關鍵的“太空打水漂”開始。返回器的速度極快，而且再入大氣層時會因為進入黑障區暫時中斷通信，無法依靠地面引導，因此整個返回過程只能由返回器自主完成導航和軌道調整。在此過程中，負責返回器軌道控制的“制導、導航與控制系統（GNC）”技術完全由中國自主開發，它成功經受住實戰檢驗。

11月1日6時13分，返回器以接近第二宇宙速度進入大氣層，實施初次氣動減速。下降至預定高度后，返回器向上躍起，跳出大氣層，到達跳出最高點后開始逐漸下降。之后返回器再次進入大氣層，實施二次氣動減速。在飛行控制中心注意到，返回器的飛行軌跡與預測的路線幾乎完全相同。戴居峰介紹說，返回器能否嚴格按照預定軌道飛行，除了控制精準外，對地面裝配作業也提出了近乎苛刻的要求。

航天科技集團五院飛行試驗器總裝技術負責人鮑曉萍介紹說，返回器是在神舟飛船返回器的基礎上縮小研制的，雖然它的個頭很小，只有300多公斤，但極其精密。據介紹，如果裝配時返回器的轉動慣量、質量等特性發生一丁點變化，系統實際運作時就會出現看似微小的偏差，然而在數十萬公里的太空飛行里程中，積累起來就會有很大的偏差。

11月1日6時31分，在降至距地面約10公里高度時，返回器拋掉傘艙蓋彈出降落傘，隨后在預定區域順利著陸。這也讓航天科技集團五院飛行試驗器回收系統主任設計師榮偉松了一口氣。利用降落傘減速降落是整個試驗的最后一步，他承認，盡管此前已經負責多次神舟飛船返回艙的回收任務，但這次他的確感受到特別的壓力。

按照任務總體要求，返回器的重量和體積都受到嚴格限制。榮偉說，神舟飛船降落傘的面積達上千平方米，通過新材料很容易把重量減下來。但返回器的降落傘本身面積就不大，用新材料減重的余地有限，只能靠系統設計來減重。而且返回器的質量小，受外界干擾更厲害。科研人員在試驗中發現，與神舟飛船沉重的傘艙蓋相比，返回器的傘艙蓋重量小，更容易受氣流擾動，直接影響開傘的可靠性。光為解決這個彈傘艙蓋問題，他們就進行了數十次測試。此外返回器在穿越大氣層時經受的高溫比神舟飛船更高，開傘裝置的工作溫度高了至少一倍，這也需要新技術來解決。據介紹，這個看似不起眼的開傘動作，其實技術含量很高。為研制不同高速下的開傘技術，美國用了十多年。

（摘自《環球時報》 馬 俊/文）endprint