如果把地球比作一个篮球,那么11月1早晨探月三期飞行试验器“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。
在距离为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。北京航天飞行控制中心总工程师周建亮说:“再入角只有正负0.2度。大于或小于这个角度,都不能正常返回。”
8天前,“小嫦娥”在西昌卫星发射中心发射升空,此次试验全名为“再入返回飞行试验”,探月工程副总指挥刘继忠形象地拿“打水漂”做比喻:飞行器高速返回,第一次进入大气层时,先跃起,然后经过一段时间飞行,再第二次进入大气层,返回地球。“我们专门设计了特殊的返回轨迹,也就是跳跃式返回。通过升力的控制,使返回器第一次进入大气层后提升高度,然后再第二次进入大气层,就像我们打水漂的样子,目的是进一步减速,通过减速来保证整个产品顺利返回。”
不过,“小嫦娥”的再入返回实施起来可不像现实中的打水漂那么容易,整个过程需要攻克气动力、气动热、防热、半弹道式导航制导与控制系统等关键技术,以确保返回器能听指挥,按时、准确地按照设计的返回轨迹,找到再入返回的入口,在长途跋涉之后顺利回家。
那么,如何带“小嫦娥”走上回家的路,即找到再入返回的入口?北京航天飞行控制中心飞控总体主任设计师席露华说,尽可能提高轨道测量精度是完成这一高难度动作的前提条件。
此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。席露华告诉中国青年报记者,参与联合接力跟踪的三个测站均位于境外,在地理分布上成三角几何状。就像三角形结构是最稳定的形状一样,采用三角几何状分布的测站联合接力跟踪测量,可以确保实现高精度轨道测量。
三站联合接力跟踪测量给飞控工作带来不小的影响。
“必须解决三大难题,工作量至少翻了3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。”
据席露华介绍,三大难题中任何一个解决不好,三站联合接力跟踪测量都会成为纸上谈兵,尤其是第六次中途修正时机选择和三站联合接力跟踪时间长短是一个矛盾体,要在这两者间做一个最佳的选择并不是一件容易的事情,至少做过上百次方案论证和误差分析。
本报北京航天城11月1日电