嫦娥五号“探路尖兵”顺利回家 揭秘三角形布局难过百步穿杨
2014年11月1日讯,900米,800米,700米......落地!今天早上6时42分,被誉为嫦娥五号“探路尖兵”的再入返回飞行试验返回器,在结束了8天多的地月观光之后,顺利乘坐降落伞摇曳回家,在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆。
返回器在稍作休息整顿后,将被运至实验室,科研人员随后对其相关数据进行采集和深入研究,为优化完善嫦娥五号任务设计提供技术支撑。服务舱继续在空中飞行,并开展一系列拓展试验。
这是中国首次迎来从遥远月球上空返回的人造航天器。专家表示,首次再入返回飞行试验的圆满成功,标志着我国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关键技术,为确保嫦娥五号任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础。
舱器分离:返回器独自上路
■ 5时53分 ■
“舱器分离!”,随着总调度戴堃洪亮的调度口令响起,“小嫦娥”迎来回家路上的第一个紧张时刻。此时,记者在北京航天飞行控制中心飞控大厅的实时显示屏幕上看到,在距地面5000公里的太空中,服务舱与返回器慢慢分离,前者缓缓地向着返回器斜上方飞去。这是在这趟漫长的路程当中,返回器首次脱离“供电”和“管通讯”的服务舱这个大管家,开始独立踏上回家旅程。
“服务舱规避机动!”舱器分离约3分钟后,为确保返回器安全,服务舱按照地面科技人员预设程序开始调姿,约8分多钟后开启发动机,进行规避飞行。测控通信指挥部指挥长陈宏敏介绍说,两器分离时的速度达10.8公里/秒,接近第二宇宙速度,而且服务舱在返回器之前,如果不实施规避机动,则可能发生碰撞,对返回器造成巨大威胁。
完美一跳:纵身跨越凶险路
■ 6时11分许 ■
返回器调整好状态,建立了返回再入姿态。随后,在距地面大约120公里的大气层边缘,返回器像一颗流星一样,向地球大气层飞去。
据介绍,这持续3分多钟的初次再入算得上是发生在地球稠密大气层里一场精心动魄的动作大片。这3分多钟里,“嫦娥”会因高速飞行与大气摩擦进入黑障,而且在黑障区里,会在稠密大气的阻滞下弹跳起来。就像在河面上打水漂一样,高速飞行的石块会在水的浮力作用下弹起再落下。
“这一跳是生死攸关的一跳!”探月工程三期测控与回收系统副总师周建亮说,“如果跳不起来,‘嫦娥’就会一头栽下摔个粉身碎骨,如果跳过了,‘嫦娥’就会逃离大气层,无法二次再入。”
■ 6时17分 ■
“嫦娥”姑娘完成了其惊艳一跳。这一跳,不仅跃出了黑障,跳出了大气层,也意味着返回器跨过了返回最危险的旅途。
时间一分一秒的过去,“嫦娥”离家的距离也越来越近了。最后的时刻终于到来——
■ 6时31分 ■
“弹伞舱盖!”6时31分,随着总调度一声令下,“嫦娥”在内蒙古上空10公里的地方启动了最后的回收程序。
短暂的十几秒钟后,“嫦娥”打开了伞舱盖,弹出了减速伞。很快,巨大的主降落伞在减速伞的拖拉下打开了。高速飞行、灵巧轻盈的“小嫦娥”在主伞巨大的拉力下,被拽了起来,仿佛仙女摇曳于空中的舞姿。
着陆场早已到达预定待命空域的直升机和地面的回收分队,按照北京飞控中心发送的落点预报,向着目标着陆点靠拢。
■ 6时42分 ■
在万众期待下,“嫦娥”翩翩落下,安全着陆。
三角形布局:密切监测回家路
“探路尖兵”这趟回家之旅可谓凶险重重,着实经历了不少考验。北京航天飞行控制中心的专家为这趟航程打了个比方:如果把地球比作一个篮球,那么这次“小嫦娥”回家的安全通道——“返回走廊”的大小,就只有一张纸的厚度。在直径为38万公里的地月空间里,要想让“嫦娥”准确进入“返回走廊”,无疑比百步穿杨难上百倍。
“这次任务首次采用三站联合接力跟踪技术,目的就是为了尽可能提高飞行试验器的测轨精度。”北京航天飞行控制中心飞控总体主任设计师席露华告诉记者。据她介绍,参与联合接力跟踪的三个测站圣地亚哥、纳米比亚、玛斯帕拉玛斯均位于境外,在地理分布上成三角几何状分布的测站联合接力跟踪测量,确保实现高精度轨道测量,飞控工作量至少翻了三倍”,席露华说,“我们必须考虑参加联合接力跟踪的三个测站的测站顺序和时间分配,如何安排才能收到最佳轨道测量效果;必须考虑测站故障状态下,采取何种应急措施确保测轨精度不受影响;必须考虑第六次中途修正时机选择和三站联合接力跟踪时间长短之间的约束关系”三大难题,有一个解决不好,三站联合接力跟踪测量都会成为纸上谈兵。