從“繞”到“回”——航天專家詳解再入返回飛行試驗器軌道特點
      新華社北京10月31日電(田兆運、楊啟鵬)再入返回飛行試驗器的發射,意味著我國探月工程正式進入到第3期。為了讓飛行試驗器繞月後返回地面,北京航天飛行控制中心專家在軌道的設計、控制、測控上做了多處創新,保障飛行試驗器在飽覽月球風光後能夠安全順利地回到地球的懷抱。
      軌道設計:採用阿波羅13號應急軌道
      “這次飛行試驗器的軌道為繞月自由返回軌道。設計這樣的軌道,主要是模擬嫦娥五號從發射軌道,最終調整為返回的軌道。”北京航天飛行控制中心總工程師周建亮說,“兩個軌道之間的差異很大,對此,我們巧妙地借用月球的引力改變了軌道方向、軌道傾角,完成了我們需要的改變,這樣可以節省大量燃料。”
      再入飛行試驗器軌道主管設計師汪中生介紹說,這次採用的自由返回軌道,是美國登月飛船阿波羅13號在應急返回地球時使用的軌道,這次將這一軌道應用於再入返回試驗,也可以說是一種“創新”。
      “但是,一些參數的選擇還是會受到限制,畢竟中美使用的運載火箭之間還是有很大差別。對此,我們通過大量的數字反證來挑選滿足設計約束的軌道,包括航程約束等。”汪中生說。
      軌道控制:6次軌道調整保障飛行器進入再入區間
      在軌道控制上,這次試驗採用的是半彈道跳躍式返回,也是我國航天器首次採取這種方式。
      周建亮說:“因為返回的速度非常快,對於再入角的要求就非常高,只允許0.4度的誤差區間。如果再入角過小,試驗器就不能返回地球。如果再入角過大,就不能實現第一次的彈出,這樣就越過了既定的防護設計。”
      “這就要求我們對軌道的控制能力必須很高才行。自試驗器入軌以來,我們就一直在圍繞提高軌道控制精度開展工作。我們預先設計的6次軌道調整,就是用來把軌道修正到最終的軌道上。”周建亮說。
      軌道測控:3站聯測滿足定軌要求
      “如果說控制是要讓飛行器飛到哪裡去的話,測定的目的就是要知道飛行器要到哪裡去和將要到哪裡去。”周建亮說。
      然而,在茫茫太空中,這不是一項簡單的任務。
      作為北京航天飛行控制中心軌道室主任,謝劍鋒是一位在業界嶄露頭角的青年科技專家。他說:“載人航天任務中,整個測控是一個連續的過程,而在這次再入返回飛行試驗中,在試驗器進入再入走廊後,因為不能實現測控的無縫覆蓋,再加上這是我國第一次進行半彈道跳躍式返回,雖然我們對跳起的軌道有一定的預估,但沒有達到對正式任務的確定度,所以對於我們測站的捕獲提出了更高的要求。”
      面對挑戰,中心採取了3站聯測的測定方案,形成一個等邊三角形的測控區域,滿足精確定軌的要求。  (原標題:航天專家詳解再入返回飛行試驗器軌道特點)
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