长征七号返回舱成功着陆 首飞任务全部完成

原标题:多用途飞船缩比返回舱成功着陆 长征七号首飞任务目标全部实现

据新华社6月26日消息称,6月25日晚8时22分,我国全新研制的长征七号运载火箭,在新建的海南文昌航天发射场发射升空,成功将载荷送入预定轨道。

今日15时41分,长征七号运载火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱在巴丹吉林沙漠腹地的东风着陆场西南戈壁滩成功着陆。空中搜索分队正在对返回舱进行处置回收。

多用途飞船缩比返回舱高约2.3米,最大外径2.6米,总质量约2600千克,于6月25日和远征1A上面级一起从海南文昌航天发射场,由长征七号运载火箭发射升空,在轨飞行时间约20小时,主要用于获取返回舱飞行气动力和气动热数据,验证可拆卸防热结构设计、新型轻量化金属材料制造等关键技术,并开展黑障通信技术试验。

15时41分,多用途飞船缩比返回舱利用伞降系统成功着陆,外观良好,状态正常。

中国载人航天工程相关负责人表示,多用途飞船缩比返回舱的成功回收,为后续新型载人飞船的论证设计和关键技术攻关奠定了重要基础,标志着我国长征七号运载火箭首飞任务既定目标全部实现。

返回舱成功着陆 长征七号首飞任务目标全部实现

与此同时,着陆场系统副总设计师卞韩城26日在接受记者采访时表示,“与以往的飞船返回相比,长征七号运载火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱返回过程亮点频频,精彩不断。”并介绍了返回舱着陆过程中的四大看点。

看点一:返回舱首次以弹道方式返回

在飞船返回阶段,返回舱首次以弹道方式返回——在长征七号上面级和返回舱组合体分离后,指挥控制中心不对返回舱进行控制,返回舱依靠分离时的速度和姿态返回着陆。

“这与我们发射任务的试验目的有关。”卞韩城说,这次发射就是验证返回舱的气动外形设计,获取返回再入过程中返回舱的气动力和气动热特性等试验数据,为我国新一代多用途飞船的论证设计和后续关键技术攻关提供支持。

“这就需要我们设计一些不同状态特别是复杂条件的试验环境以获取更为全面的数据。”卞韩城说:“以弹道方式返回就可以获取返回舱在不受地面指挥控制中心控制的条件下的相关参数,对于实现我们的试验目的起到积极作用。”

看点二:着陆点首次瞄准在沙漠

以往的飞船返回点大多是较为平整陆地、海上。这次把返回舱着陆点瞄准在沙漠在载人航天工程历史上还属首次。“这样做的目的同样是为了获取返回舱更全面的试验数据。”卞韩城说。

这次设定着陆的沙漠是位于内蒙古西部的巴丹吉林沙漠,其地形复杂多样,有沙山、沙梁、湖泊等。这对于获取试验数据的实践意义非常大。

此外,在沙漠里进行搜索回收,对空中和地面搜索回收分队是一次极大的考验,比如,直升机如何降落、车辆如何行驶、如何通过沙梁沙山、如何实施返回舱回收等,这些都需要搜索回收力量努力攻关解决。“从另一方面看,这也锻炼了队伍,提高了队员在恶劣环境下完成任务的能力。”卞韩城说。

卞韩城说,从工程建设和任务实施角度看,选择在沙漠着陆还有诸多优势:沙漠基本为无人区,回收难度虽然大一些,但安全隐患相对较小。由于沙土较软,对返回舱损害较小;多一些落区选择,有利于飞船、卫星的应急返回。

看点三:三道“接力棒”确保返回舱着陆“全程透明”

长征七号搭载的多用途飞船缩比返回舱作为新一代多用途飞船返回舱模型,在完成气动外形数据采集之后,首次以弹道式返回东风着陆场。在2万多平方公里的沙漠戈壁,怎样才能实时监测、快速回收返回舱?酒泉卫星发射中心研究员卞韩城告诉记者,返回舱着落监测就像一场长跑接力赛,需要传好4道接力棒。

第一棒:返回舱进入距地面100公里的高空后,在着陆轨道附近的多个雷达和光学观测站开始启动,这些测量设备从新疆阿克塞到内蒙古阿拉腾,延绵近几千公里,主要负责返回轨道测量和返回景象拍摄。

第二棒:随着返回舱不断下降,测量通信分队将观测数据发送给空中待命的运八飞机,继续对返回舱进行接力式跟踪。返回舱下降至距地面10公里高度时打开主伞,信标机发出信号。此时,飞机上的定向仪对返回舱信号进行搜索获取返回舱坐标,同时将数据传回北京指挥控制中心。

第三棒:直升机搜索分队在接收到北京指挥控制中心传来的返回舱预报落点后,指挥直升机引导3架直升机布阵展开搜救,从不同的方向向返回舱着陆点快速推进,同时引导地面搜索分队赶赴着陆点。

看点四:沙漠应急停机坪确保直升机起降

返回舱运出沙漠最便捷的方式是直升机吊运。但在实际演练中发现,直升机在沙漠中吊运返回舱需要较长时间的低空稳定悬停,期间阵风、扬沙、发动机过载等问题随时都有可能发生,具有较大安全隐患。如果能让直升机在沙漠中着陆,搜索回收人员就可以从容地将返回舱拖挂到直升机。

如何在沙漠中搭建一个合适的着陆平台成为一个难题。搜索队员经过多次实验后找到了“独门秘笈”:用16块加厚帆布拼成一个1600平方米的应急简易停机坪,同时就地取材,把沙子装袋固定帆布。一个稳定而适合直升机着陆的停机坪就建成了。

卞韩城说,使用这种方法既有效解决了直升机降落问题,同时还节省了成本。“整个应急停机坪的成本只有2万元,而一个普通停机坪建设费用动辄数十万元。”

返回舱成功着陆 长征七号首飞任务目标全部实现

返回舱成功着陆 长征七号首飞任务目标全部实现

正在处理返回舱

返回舱成功着陆 长征七号首飞任务目标全部实现

“小黄帽”

为了让多用途飞船返回舱安全着陆,航天科研人员们这次为返回舱戴上了一顶全新打造的“小黄帽”。别小看这顶“小黄帽”,它不但跑得比声音还快,而且还可以矫正多用途飞船返回舱的飞行姿态,是安全返回路上的重要一环。

“小黄帽”全称为“超音速稳定伞”,是中国航天科技集团第五研究院508所为我国飞船主降落伞系统配备的首顶超音速伞。与神舟飞船返回舱主伞惯用的红白相间图案不同,超音速稳定伞是通体的黄色。

中国航天科技集团第五研究院508所的科研人员介绍,多用途飞船返回舱像一个头部窄巧、底部敦实的“不倒翁”。在再入飞行过程中,返回舱将采取大底朝前、小头朝后的“仰卧”姿态,安装在头顶的主降落伞系统会顺势迎风开伞。但返回实验舱的气动外形是未经在轨飞行试验验证的全新设计,在再入飞行中有可能会出现小头朝前、大头朝后的“俯冲”姿态。一旦返回舱逆风而行,主降落伞系统将无法顺利工作。

正是考虑到这一点,科研人员在主伞舱旁边安装了“小黄帽”。如返回舱出现“掉头”现象,“小黄帽”可凭借风力矫正返回舱的飞行姿态,从而保障主降落伞的正常工作。

科研人员介绍,“小黄帽”充气张开后呈半球形,用长达20米的细长连接带拖曳着多用途飞船返回舱。神舟飞船、嫦娥五号试验飞行器使用的航天器降落伞一般都是在亚音速条件下打开。从大气层外返回地球,并在超过1马赫的超音速条件下开伞飞行,“小黄帽”是头一个。因此它要应对更加恶劣的环境,如剧烈震颤、反复充气以及空气摩擦产生的高温等。

为了帮助“小黄帽”应对重重考验,研制过程中,科研人员在伞形选择优化、材料特性研究、主要承力件结构设计等方面开展了大量的仿真计算,并经过风洞试验、高塔投放试验、结构强度试验等实验验证,最终确定了“小黄帽”的技术状态。

据介绍,目前在我国航天系统里,“小黄帽”和它的朋友们已达数十种不同类型,包括平面圆伞、十字形伞、导向面伞等各类伞形,并成功应用于探空火箭回收、返回式卫星回收、载人飞船回收等领域。其中最大的降落伞主伞伞衣摊开后相当于3个篮球场大小,伞绳拼接为一根后将长达4.4公里;最小的伞面积不超过0.1平方米,包装后体积不超过一本新华字典大小。

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