中國火箭殘骸落區(qū)控制更準(zhǔn)了

　　6月3日，由中國航天科技集團(tuán)所屬中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院抓總研制的長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心起飛，將風(fēng)云四號(hào)02星準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。不少航天愛好者發(fā)現(xiàn)，此次發(fā)射的長(zhǎng)三乙運(yùn)載火箭有一枚助推器跟其它3個(gè)長(zhǎng)得不太一樣——身上多了“兩道杠”，頭上還有一頂“黃帽子”。

　　這個(gè)助推器有何與眾不同之處？據(jù)了解，這是本次火箭發(fā)射的“彩蛋”——在第二個(gè)助推器上搭載了“傘降落區(qū)控制系統(tǒng)”。這一系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)火箭子級(jí)殘骸的精準(zhǔn)降落，讓助推器穩(wěn)穩(wěn)地回歸地面。

　　何謂傘降落區(qū)控制？據(jù)專家介紹，傘降落區(qū)控制系統(tǒng)是為了控制火箭助推器的落點(diǎn)位置更精確，讓內(nèi)陸發(fā)射場(chǎng)發(fā)射運(yùn)載火箭的子級(jí)殘骸落區(qū)更安全的一種做法。

　　長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭副總設(shè)計(jì)師胡煒介紹，每次發(fā)射，設(shè)計(jì)師會(huì)根據(jù)火箭彈道計(jì)算各個(gè)子級(jí)的落區(qū)，據(jù)此開展落區(qū)安全控制工作。有時(shí)為了確保預(yù)定落區(qū)，還會(huì)修改火箭飛行彈道、時(shí)序，導(dǎo)致運(yùn)載能力降低?；鸺蛹?jí)落區(qū)雖然使用頻率不高，但如何盡可能縮小落區(qū)的范圍，減少對(duì)落區(qū)正常生產(chǎn)生活的干擾，一直是科研人員的追求目標(biāo)。

　　長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭總體副主任設(shè)計(jì)師張亦樸說，傘降落區(qū)控制系統(tǒng)安裝于助推器頭錐內(nèi)部，助推器與火箭分離后沿向上的拋物線慣性飛行，當(dāng)落至預(yù)定的海拔高度時(shí)，助推器傘降落區(qū)控制系統(tǒng)啟動(dòng)，先后彈出兩級(jí)降落傘用于姿態(tài)控制和速度降低，最后展開可控翼傘助推器機(jī)動(dòng)飛行，將助推器導(dǎo)引至預(yù)定的區(qū)域降落，從而實(shí)現(xiàn)火箭助推器落點(diǎn)的精確控制。

　　傘控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)師張普卓介紹，用翼傘方式控制落區(qū)技術(shù)，過去多應(yīng)用在航空領(lǐng)域，對(duì)于火箭助推器來說，在分離后姿態(tài)不穩(wěn)定的條件下，如何實(shí)現(xiàn)安全結(jié)構(gòu)分離、安全開傘，并且在開傘之后使傘不受破壞，有相當(dāng)大的難度。

　　在這次長(zhǎng)三乙火箭飛行任務(wù)中，中國首次完成了基于300平方米（國內(nèi)最大面積）可控翼傘的助推器落區(qū)控制飛行搭載，驗(yàn)證了具備將落區(qū)面積減小到30%的能力。助推器與芯級(jí)分離后，實(shí)現(xiàn)了高動(dòng)態(tài)下的衛(wèi)星導(dǎo)航連續(xù)定位，在預(yù)定高度執(zhí)行了各項(xiàng)關(guān)鍵動(dòng)作。最終，在翼傘的作用下，按預(yù)定的歸航策略向目標(biāo)機(jī)動(dòng)點(diǎn)飛行，試驗(yàn)獲得圓滿成功。

　　胡煒說，這是全球采用翼傘控制圓滿歸航的最重的火箭分離體，試驗(yàn)獲取了落區(qū)控制系統(tǒng)的全部飛行數(shù)據(jù)，為后續(xù)傘降落區(qū)控制技術(shù)工程應(yīng)用以及火箭殘骸落區(qū)安全性的提升提供重要參考。

　　這次搭載飛行的成功，設(shè)計(jì)人員突破了傘降落區(qū)控制總體設(shè)計(jì)技術(shù)、大面積可控翼傘總體設(shè)計(jì)技術(shù)、高動(dòng)態(tài)下組合導(dǎo)航技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，驗(yàn)證了基于翼傘的助推器落區(qū)控制技術(shù)的可行性，為該技術(shù)的后續(xù)工程應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　據(jù)了解，此次發(fā)射使用的助推器傘降控制系統(tǒng)由火箭院總體設(shè)計(jì)部抓總研制，傘系統(tǒng)由北京空間機(jī)電研究所研制。在火箭分離體落區(qū)控制技術(shù)方面，火箭院先后突破了一子級(jí)柵格舵落區(qū)控制技術(shù)和助推器傘降落區(qū)控制技術(shù)，為未來實(shí)現(xiàn)子級(jí)可控回收、垂直返回等新技術(shù)奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。