“我国将首次实施再入返回飞行试验,飞行器将于24日至26日择机发射”的消息传出后,很多人搞不清这个飞行试验器和2017年前后承担“无人采样返回”任务的“嫦娥五号”是什么关系。为什么要搞这样一次飞行试验?试验的难点又在哪?记者特邀权威专家和参研参试人员进行解析。飞行试验器名字太长,记者姑且给它取名“小飞”。 “小飞”是谁?“嫦娥五号”的“探路小兵” 中国探月工程三期总设计师胡浩:“嫦娥五号”的任务是实现我国探月工程三期“无人自动采样返回”。与“嫦娥一号”、“嫦娥二号”、“嫦娥三号”相比,“嫦娥五号”的“身体”结构要复杂得多——由轨道器、上升器、着陆器和返回器等组成,像“葫芦”一样串在一起。科研人员正在为“嫦娥五号”载着月壤回归地球努力工作。 “嫦娥五号”需要突破月面采样、月面上升、月球轨道交会对接和高速返回4大关键技术。国防科工局新闻发言人说:“为突破高速返回关键技术,必须先期实施再入返回飞行试验。” 记者观察:“小飞”原来是“嫦娥五号”的“探路小兵”。它不会走“嫦娥五号”要走的全程,而是考察从距地约38万公里的月球返回地球——“回家的路”。 “回家的路”好走吗?快慢难控,需要8天左右 中国探月工程三期副总设计师郝希凡:这是我们第一次试验从月球返回地球。飞行器从月球回地球的时候会越飞越快,回到大气层的时候接近第二宇宙速度(11.2公里/秒)。这要比神舟飞船返回地球的速度快很多。 目前,我们从单纯的地面实验积累的对地球大气特性的认识还不充分、模型还不完全,对返回器高速返回条件下的气动、热防护、高速返回的导航制导与控制系统(gnc)物理模型和数学模型掌握也不完全。为确保“嫦娥五号”任务成功,必须“把实验室从地面搬到天上”。 飞行试验器发射升空后将经历星箭分离、地月转移、月球近旁转向、月地转移、返回地球附近、再入返回地球等六大关键节点。整个过程8天左右。 记者观察:原来“小飞”是一个并不老练的司机,受命走一条没走过的路,路况陌生、复杂、多变。 怎样“平安到家”?别一猛子扎下去,“打个水漂”再返回 中国探月工程副总指挥刘继忠:此次试验一大难点在于采用“半弹道跳跃式再入”方式返回地球。“打个通俗的比方,‘半弹道跳跃式再入’类似于我们在河边拿起石头打水漂。这个特殊的返回轨道目的在于能减速,确保飞行器返回。” 中国探月工程三期副总设计师郝希凡:啥叫半弹道?没有浮力抛物线落下,就是弹道。半途打了个水漂弹出去了,就是半弹道。再入,就是以接近第二宇宙速度进入大气层,经跳跃式弹起后,再次进入大气层,在内蒙古中部地区着陆。 记者观察:记者对中国航天导航制导与控制系统(gnc)技术很有信心。记者多次采访负责这项技术的中国航天科技集团502所,这里一拨“70后”、“80后”非常敬业、优秀。 6项使命 1验证返回器气动外形设计技术。利用飞行试验获取数据对返回器气动设计的正确性进行验证,通过数据分析比对修正返回器气动设计数据库。 2验证返回器防热技术。通过飞行过程中防热结构温度变化历程对防热结构设计进行评估,提高热分析的准确性,测量返回器热蚀情况。 3验证返回器“半弹道跳跃式再入”导航制导与控制系统技术。 4验证月地返回及再入返回地面测控支持能力。针对返回器高动态、散布范围大、跟踪捕获难等特点,综合开展总体设计、分析和试验。 5验证返回器可靠着陆技术。利用返回器内侧、外侧、遥测和气象数据对返回器可靠着陆技术进行验证。 6验证返回器可靠回收技术。通过返回器搜索回收,验证空地协同搜索回收工作方法,同时具备地面独立搜索能力。 揭秘“小飞”:穿“金衣”着“白甲” “小飞”的娘家人——中国航天科技集团第五研究院的专家们,向记者揭开了“小飞”的神秘面纱。 飞行试验器总指挥、总设计师杨孟飞介绍,飞行试验器由服务舱和返回器组成,其中,服务舱是名副其实的“大块头”,而返回器是与“大块头”紧密相连的“小不点”。 可别被“小飞”婉约的气质所倾倒,由身着金色多层材料的服务舱、银色返回舱组成的“小飞”,远看犹如穿“金衣”着“白甲”的将领,“娘家人”五院为它量身定制了各类“钢筋铁骨”。 为了节省发射成本,“快、好、省”地验证这一技术,五院的科技工作者巧妙设计了“小飞”娇小的外形和强健的体魄,通过一系列的技术创新,为“小飞”武装起了更轻量、更稳定、耐高温性更强的“霓虹羽衣”,为它在天地的自由、安全驰骋保驾护航。
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