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成功返回!新一代飞船开启载人航天新篇章,向世界一流前行

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“返回舱分离”、“进入大气层”……指控大厅操作人员目不转睛盯着屏幕,测控指令此起彼伏。随着三朵巨大的红白 “伞花”在酒泉东风回收着陆场上空盛放,返回舱缓缓摇曳着向地面降落。返回舱离地面越来越近,6个气囊打开,落地缓冲,平稳着陆,飞行试验任务圆满成功!返回舱平稳着陆的那一刻,北京航天飞行控制中心的大厅里,热烈的掌声顿时响彻整个大厅。5月8日,由中国航天科技集团有限公司第五研究院抓总研制的新一代载人飞船试验船的返回舱成功降落在酒泉东风回收着陆场预定区域,这标志着试验船飞行试验任务圆满成功,也意味着中国载人航天事业开启了新的篇章。新一代载人飞船在轨飞行模拟图完美验证七大关键技术新一代载人飞船是面向我国近地空间站运营、载人月球探测等任务需求而论证的新一代天地往返运输飞行器,具备高安全、高可靠、适应多任务和模块化设计特点,采用“返回舱+服务舱”的两舱新构型。飞船既可以应用在近地轨道,支撑我国空间站建设,还能胜任载人登月等更遥远深空的探测重任,更具备着‘运人+运货’的强大本领,在执行近地轨道任务时可以一次运送6-7名航天员。新一代载人飞船采用诸多新技术和新产品,尤其是在可靠性、安全性、舒适性、经济性以及智能化程度等方面有了大幅提升。这次任务的主要目标就是验证新一代载人飞船方案的正确性。据了解,为了验证更多的技术和设备,五院研制团队为试验船安排了高密度的飞行事件。在轨飞行过程中,试验船要完成数十个关键动作,开展多项搭载试验,可以说每一分钟都安排得满满当当。从成功发射到安全返回,试验船表现完美。对五院而言,他们最关心的、关系到任务的成败的7项关键技术一一得到验证,为下一阶段的新飞船研制指明了方向。测试中的新一代载人飞船这7项关键技术是:在轨飞行阶段,首次采用的国际上推力最大的单组元无毒发动机成功完成首秀。该发动机使用的HAN 推进剂具有无毒、无污染、低冰点、密度大、比冲高和使用维护成本低等优点,后续将全面替代现有推进剂,进一步提高航天员的安全性。首次采用的国内目前空间飞行器用的最大容积表面张力贮箱表现完美。这一贮箱采用铝合金内衬+复合材料缠绕结构,装载量更多,能为试验船提供更大的轨道机动能力。在轨飞行期间,试验船轻松完成了多次变轨,进入了大椭圆轨道,为大再入角高速再入返回创造了充分条件。更加全面的综合电子系统不负所托。任务过程中,该系统出色完成了整船总线管理、时间系统管理、数据存储、触点信号处理,以及热控管理等功能,让飞船的运行更高效。更加智能的自主轨控技术发挥出色。在轨运行期间,姿控发动机进行姿态控制,保持了三轴对地姿态以及变轨和制动期间的姿态稳定性;轨控发动机实现多次变轨,并成功执行返回制动,精准操控着试验船完成太空飞行。再入返回阶段,首次采用的新型防热结构与材料经受考验。整个防热结构在重量同比降低超过30%的基础上,保持了极高的防热效率。采用的新型轻质防热材料不仅承受住了再入返回过程中上千度的高温烧蚀,守护了返回舱的安全。而且防热结构首次采用可拆卸更换设计,能够有效提高可重复使用率。返回后只需进行一次“体检”,更换一套新的防热结构,返回舱就又能投入下一次任务。首次采用的群伞气动减速和气囊着陆缓冲技术护航回家路。返回舱进入大气层,到达指定高度后,2具减速伞和3 具主伞依次打开,成功将返回舱的速度从“飞机飞行速度”降为“汽车市区行驶速度”;落地之前,6个气囊充气打开,帮助舱体平稳“软着陆”,最大程度保证了返回舱的安全、完整回收。量身定制的在轨数据获取系统为未来研制提供科学支撑。任务期间,该系统通过多种传感器网络,获取了船箭分离冲击载荷,以及运载发射、在轨飞行和返回着陆过程的载荷环境;通过测量返回舱大底和侧壁表面特征点的压力和温度,获取了返回舱高速再入过程的气动力和热特性参数。这些宝贵数据都将为新飞船后继型号研制优化提供重要参考。新一代载人飞船尺寸更大、功能更多、更加智能自主,并采用可重复使用技术中国载人飞船技术从跟跑到并跑载人航天代表着一个国家的综合国力和科技实力,能够促进多学科、多技术领域的向前发展。根据官方公开的资料,上世纪60年代,我国就开始探索载人航天技术,“东方红一号”卫星发射成功后,代号为“714工程”的载人航天计划全面推进,该工程的“曙光一号”载人飞船研制计划也正式上马。但由于种种原因,“曙光一号”载人飞船研制最终停止。1992年,我国载人航天工程正式启动。1999年11月20日清晨,神舟一号飞船发射,我国载人航天大幕徐徐开启。2003年10月15日,神舟五号发射升空,航天员杨利伟驾乘神舟五号在绕地球14圈、飞行21小时后启动返回程序,顺利返回,实现了中国人几千年的飞天梦。“曙光一号”飞船外形上像一颗子弹头从1999年至今,我国总共发射了11艘神舟飞船,包括6艘载人飞船和5艘无人飞船,并且还发射了2个空间实验室,共有11名中国航天员、14人次完成太空之旅,最长在轨时间达30天;实现多个首次——航天员首次太空出舱、首次交会对接、首次太空授课……在5月5日晚举行的长征五号B运载火箭首次飞行任务新闻发布会上,中国载人航天工程办公室主任助理季启明介绍,我国空间站将于2022年前后完成建造,一共规划12次飞行任务。此次任务后,将先后发射核心舱和实验舱,进行空间站基本构型的在轨组装建造;期间,规划发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船,进行航天员乘组轮换和货物补给。面向中国载人航天向更遥远的深空挺进的任务需求,2015年,五院论证提出研制新飞船试验船开展高速再入飞行试验的方案。从2017年1月到2019年12月,短短三年间,五院便完成了方案设计、产品研制、整船总装、综合测试、大型试验,突破了大量关键技术,从无到有打造出了这艘承载新希望、开拓新“天路”的新飞船试验船。神舟七号航天员首次太空出舱经过任务验证,新一代载人飞船试验船的主要技术指标已经达到国际先进水平。澎湃新闻(www.thepaper.cn)从五院了解到,与国际先进的天地往返航天器相比,我国新一代载人飞船的能力毫不逊色,都具备适应多任务需求能力、更大的轨道机动能力、兼顾陆上和水上着陆能力等。新飞船更加智能,飞船的GNC系统可以独立控制飞船飞行,进一步提高了自主运行能力,提高了在轨生存能力和应用潜力,同时降低了维护运营成本,对我国后续深空探测和载人航天型号的发展具有十分重大的意义。新飞船还能自己给自己“看病”。在飞行过程中它实时关注着自己的健康,一旦出现问题,通过系统智能的算法自己给自己“诊病”,找到病灶并临时或长久剔除病灶。新飞船性价比更高。新飞船可重复使用,使用成本大大降低。为了降低进入太空的成本,新一代载人飞船的返回舱被航天工程师设计成可重复使用,如星敏感器、计算机等一些高价值的设备,经过优化设计由服务舱调整至返回舱安装,这样就可以随返回舱返回后进行回收利用。在返回舱外包覆我国自主研制的新型轻质防热结构,执行完任务后只需更换轻质防热结构,经过规范严格的检测,就可以再次执行载人航天飞行任务。为了实现多功能使用,新飞船采用“搭积木”式的模块化设计。不同的任务需求,通过相同的返回舱和不同的服务舱的配置就可以完成。试验船飞行任务的圆满成功,标志着我国新一代载人飞船已具备雏形。据了解,后续五院将结合任务需求,开展新一代载人飞船总体方案深化论证,尽快完善和研制具备高承载人数和货运运输能力、适应近地空间站和载人深空探测任务的新一代载人飞船,使我国载人天地往返运输技术全面实现由跟跑到并跑的跨越,让中国人探索太空的脚步迈得更稳更远,为早日实现建设航天强国的伟大梦想贡献更大力量。

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