據(jù)新華社西昌10月24日電 (記者余曉潔楊維漢)北京時間2014年10月24日02時00分,我國自行研制的探月工程三期再入返回飛行試驗器,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運載火箭發(fā)射升空,準(zhǔn)確進(jìn)入近地點高度為209公里、遠(yuǎn)地點高度41.3萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道。我國探月工程首次實施的再入返回飛行試驗首戰(zhàn)告捷。

此次任務(wù)是我國探月工程三期一次重要的驗證飛行試驗,主要目的是突破和掌握探月航天器再入返回的關(guān)鍵技術(shù),為嫦娥五號任務(wù)提供技術(shù)支持。試驗任務(wù)由飛行試驗器、運載火箭、發(fā)射場、測控與回收四大系統(tǒng)組成。

探月工程飛行試驗器由服務(wù)艙和返回器兩部分組成,服務(wù)艙以嫦娥二號衛(wèi)星平臺為基礎(chǔ)研制,具備留軌開展科研試驗功能;返回器為新研產(chǎn)品,具備返回著陸功能。用于發(fā)射任務(wù)的長征三號丙運載火箭在以往基礎(chǔ)上進(jìn)行了多項技術(shù)改進(jìn),進(jìn)一步提高了可靠性和安全性。

根據(jù)計劃,飛行試驗器飛行過程約8天,在經(jīng)歷地月轉(zhuǎn)移、月球近旁轉(zhuǎn)向、月地轉(zhuǎn)移、再入返回、著陸回收等五個階段后,返回我國內(nèi)蒙古中部地區(qū)。任務(wù)實施期間,我國“遠(yuǎn)望”號測量船隊、國內(nèi)外陸基測控站,以及北京飛行控制中心和西安衛(wèi)星測控中心,共同組成航天測控通信網(wǎng),為任務(wù)提供持續(xù)跟蹤、測量與控制。

“小飛”打前站 為“嫦五”探路我國將首次實施再入返回飛行試驗,飛行器于24日成功發(fā)射。很多人搞不清這個飛行試驗器和2017年前后承擔(dān)“無人采樣返回”任務(wù)的“嫦娥五號”是什么關(guān)系?為什么要搞這樣一次飛行試驗?試驗的難點又在哪?

新華社記者采訪權(quán)威專家和參研參試人員進(jìn)行解析。飛行試驗器名字太長,記者姑且給它取名“小飛”。 “小飛”是誰? ——“嫦娥五號”的“探路小兵”

中國探月工程三期總設(shè)計師胡浩:“嫦娥五號”的任務(wù)是實現(xiàn)我國探月工程三期“無人自動采樣返回”。與“嫦娥一號”“嫦娥二號”“嫦娥三號”相比,“嫦娥五號”的“身體”結(jié)構(gòu)要復(fù)雜得多——由軌道器、上升器、著陸器和返回器等組成,像“葫蘆”一樣串在一起共同組成。科研人員正在為“嫦娥五號”載著月壤回歸地球努力工作。

“嫦娥五號”需要突破月面采樣、月面上升、月球軌道交會對接和高速返回4大關(guān)鍵技術(shù)。國防科工局新聞發(fā)言人說:“為突破高速返回關(guān)鍵技術(shù),必須先期實施再入返回飛行試驗。”

“小飛”原來是“嫦娥五號”的“探路小兵”。它不會走“嫦娥五號”要走的全程,而是重點考察從距地約38萬公里的月球返回地球——“回家的路”。

“回家的路”好走嗎? ——“小飛”第一次走,快慢難控中國探月工程三期副總設(shè)計師郝希凡:這是我們第一次試驗從月球返回地球。飛行器從月球回地球的時候會越飛越快,回到大氣層的時候接近第二宇宙速度(11.2公里/秒)。這要比神舟飛船返回地球的速度快很多。

目前,我們從單純的地面實驗積累的對地球大氣特性的認(rèn)識還不充分、模型不完全,返回器高速返回條件下的氣動、熱防護(hù)、高速返回的導(dǎo)航制導(dǎo)與控制系統(tǒng)(GNC)物理模型和數(shù)學(xué)模型掌握不完全。為確保“嫦娥五號”任務(wù)成功,必須“把實驗室從地面搬到天上”。

原來“小飛”是一個并不老練的司機,受命走一條沒走過的路。路況陌生、復(fù)雜、多變。又偏偏一路下坡剎不住車,車體車輪摩擦得滾燙�？傻冒押昧薌NC方向盤,當(dāng)務(wù)之急——把自身速度降下來。怎樣“平安到家”?

——“打個水漂”再返回中國探月工程副總指揮劉繼忠:此次試驗一大難點在于采用“半彈道跳躍式再入”方式返回地球。“打個通俗的比方,‘半彈道跳躍式再入’類似于我們在河邊拿起石頭打水漂。這個特殊的返回軌道目的在于降能減速,確保飛行器返回。”

中國探月工程三期副總設(shè)計師郝希凡:啥叫半彈道?沒有浮力拋物線落下,就叫彈道;半途打了個水漂彈出去了,就是半彈道。再入,就是以接近第二宇宙速度進(jìn)入大氣層,經(jīng)跳躍式彈起后,再次進(jìn)入大氣層,在內(nèi)蒙古中部地區(qū)著陸。

“探路”要花幾天? ——8天左右中國探月工程副總指揮劉繼忠:飛行試驗器發(fā)射升空后將經(jīng)歷星箭分離、地月轉(zhuǎn)移、月球近旁轉(zhuǎn)向、月地轉(zhuǎn)移、返回地球附近、再入返回地球等六大關(guān)鍵節(jié)點。整個過程大約8天左右。新華社記者余曉潔 楊維漢(據(jù)新華社西昌10月23日電) 驗證6項關(guān)鍵技術(shù)這是為“嫦娥五號”執(zhí)行任務(wù)之前所做的一次飛行試驗。探月工程三期副總設(shè)計師郝希凡表示,這次飛行任務(wù)將為探月三期驗證6項關(guān)鍵技術(shù)。

第一、驗證返回器氣動外形設(shè)計技術(shù)。利用飛行試驗獲取數(shù)據(jù)對返回器氣動設(shè)計的正確性進(jìn)行驗證,通過數(shù)據(jù)分析比對修正返回器氣動設(shè)計數(shù)據(jù)庫。

第二、驗證返回器防熱技術(shù)。通過飛行過程中防熱結(jié)構(gòu)溫度變化歷程對防熱結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行評估,提高熱分析的準(zhǔn)確性。測量返回器熱蝕情況。

第三、驗證返回器“半彈道跳躍式”高速再入導(dǎo)航制導(dǎo)與控制系統(tǒng)技術(shù)。

第四、驗證月地返回及再入返回地面測控支持能力。針對返回器高動態(tài)、散布范圍大、跟蹤捕獲難等特點,綜合開展總體設(shè)計、分析和試驗。

第五、驗證返回器可靠著陸技術(shù)。利用返回器內(nèi)側(cè)、外側(cè)、遙測和氣象數(shù)據(jù)對返回器可靠著陸技術(shù)進(jìn)行驗證。

第六、驗證返回器可靠回收技術(shù)。通過返回器搜索回收,驗證空地協(xié)同搜索回收工作方法,同時具備地面獨立搜索能力。 (據(jù)新華社) 飛行試驗器長啥樣？

“小飛”是個“女漢子”

執(zhí)行此次任務(wù)的“小飛”,是“嫦娥五號”的“探路小兵”,它長什么樣,由哪幾部分組成?主要任務(wù)目標(biāo)是什么?面臨的風(fēng)險有哪些?“小飛”的娘家人——中國航天科技集團(tuán)第五研究院的專家們,向記者揭開了“小飛”的神秘面紗。

“大塊頭”和“小不點”

飛行試驗器總指揮、總設(shè)計師楊孟飛介紹,飛行試驗器由服務(wù)艙和返回器組成,其中,服務(wù)艙是名副其實的“大塊頭”,而返回器是與“大塊頭”緊密相連的“小不點”。

飛行試驗器共有十一個分系統(tǒng),即:結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)、機構(gòu)分系統(tǒng)、熱控分系統(tǒng)、數(shù)管分系統(tǒng)、供配電分系統(tǒng)、測控數(shù)傳分系統(tǒng)、天線分系統(tǒng)、工程參數(shù)測量分系統(tǒng)、GNC、服務(wù)艙推進(jìn)分系統(tǒng)、回收分系統(tǒng)。服務(wù)艙以嫦娥二號衛(wèi)星平臺為基礎(chǔ)進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)設(shè)計,而返回器則與探月三期正式任務(wù)中返回器的狀態(tài)基本保持一致。

“小飛”“出閣”為何快?

實施月地返回、半彈道跳躍式高速再入返回等六大技術(shù)難點是決定任務(wù)成敗的關(guān)鍵。為了驗證這些無法在地面進(jìn)行試驗的技術(shù),“小飛”甘當(dāng)開路先鋒,與時間賽跑。“小飛”這么快就“出閣”,得益于不斷提速的探月工程實施進(jìn)程。中國科學(xué)院院士、五院科技委顧問葉培建指出,探月工程“繞、落、回”三步走的戰(zhàn)略步驟,相互關(guān)聯(lián),又不完全順序排列,拿二期工程“落”和三期工程“回”來說,兩期任務(wù)各自有安排。從嫦娥一號、二號到三號任務(wù),每次任務(wù)都完成的十分出色,原有的一些備份星的計劃安排也就相應(yīng)做了調(diào)整,整個探月工程的進(jìn)程實際上加快了。嬌小卻堅強“小飛”身姿嬌小婉約,它的返回器只有神舟飛船返回艙的十分之一。由身著金色多層材料的服務(wù)艙、銀色返回艙組成的“小飛”,遠(yuǎn)看猶如穿“金衣”著“白甲”的將領(lǐng)。“娘家人”五院為它量身訂制了各類“鋼筋鐵骨”,可以說它是“飛堅強”。

“小飛”要從距離地球38萬公里的月球返回,到達(dá)地球時的速度將會十分“恐怖”,與之相隨的摩擦熱防護(hù)等風(fēng)險嚴(yán)重威脅著“小飛”,它的主要任務(wù)就是解決怎么順利飛到月球和怎么從月球安全和順利地回來。五院的科技工作者為“小飛”武裝起了更輕量、更穩(wěn)定、耐高溫性更強的“霓虹羽衣”,為它在天地的自由、安全馳騁保駕護(hù)航。