新華社北京5月8日電（張瑞杰、宋星光）我國新一代載人飛船試驗(yàn)船返回艙8日在北京航天飛行控制中心科技人員的精準(zhǔn)操控下，成功返回東風(fēng)著陸場。從軌道設(shè)計(jì)到預(yù)案制定，從發(fā)射入軌到成功返回，北京航天飛行控制中心創(chuàng)新多項(xiàng)飛控技術(shù)，為試驗(yàn)任務(wù)圓滿成功提供了堅(jiān)實(shí)保證。
全新的軌道設(shè)計(jì)——讓飛船飛得更高更安全
新一代載人飛船試驗(yàn)船，是面向我國空間站運(yùn)營及未來載人探月需求而設(shè)計(jì)的，運(yùn)行軌道首次采用遠(yuǎn)地點(diǎn)8000公里的大橢圓軌道。在軌運(yùn)行時(shí)，采用全新的自主軌道控制和返回預(yù)測制導(dǎo)控制模式，軌道設(shè)計(jì)極為復(fù)雜，具有很高的控制難度。
為保證其安全性和穩(wěn)定性，北京飛控中心周密設(shè)計(jì)了一套軌道控制方案，當(dāng)自主軌道控制不能滿足要求時(shí)，隨時(shí)可以轉(zhuǎn)入地面控制模式進(jìn)行應(yīng)急軌道重構(gòu)，為試驗(yàn)船保駕護(hù)航。
由于取消自主軌控的時(shí)機(jī)不確定、故障入口多、處置時(shí)間緊，對飛控團(tuán)隊(duì)的應(yīng)急重構(gòu)能力提出了更高的要求。為了應(yīng)對隨時(shí)可能發(fā)生的異常狀況，北京飛控中心分析了幾十種基于能量優(yōu)化和準(zhǔn)確著陸返回的軌道重構(gòu)控制策略，大大提升了應(yīng)急情況下快速進(jìn)行地面控制的能力。
返回控制和落點(diǎn)預(yù)報(bào)——精準(zhǔn)引導(dǎo)目標(biāo)跟蹤
試驗(yàn)船在軌時(shí)間不到3天，卻要完成多次軌道調(diào)整和應(yīng)急處置，返回控制關(guān)系任務(wù)成敗。
不同于以往載人飛船采用的標(biāo)稱軌道模式，此次試驗(yàn)船返回艙再入返回過程采用自主預(yù)測制導(dǎo)方法進(jìn)行返回控制。自主預(yù)測制導(dǎo)模式下，試驗(yàn)船會根據(jù)自己當(dāng)前所在位置對軌道不斷進(jìn)行較大范圍的調(diào)整。
面對目標(biāo)軌道的不斷變化下，還要保證返回段的測控站能夠準(zhǔn)確捕捉到目標(biāo)，北京飛控中心根據(jù)試驗(yàn)船實(shí)時(shí)下傳的傾側(cè)角修正量，制定了試驗(yàn)船動態(tài)引導(dǎo)方案，并依據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)測算，精準(zhǔn)引導(dǎo)測控站對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。
尤其是返回艙從出黑障到落地，僅僅幾分鐘的時(shí)間內(nèi)，北京飛控中心快速精準(zhǔn)做出最后一次落點(diǎn)預(yù)報(bào)，對測控站和空中搜索分隊(duì)進(jìn)行引導(dǎo)，為任務(wù)的成功提供可靠保障。
應(yīng)急預(yù)案——織出安全網(wǎng)
應(yīng)急預(yù)案就像是航天器的安全網(wǎng)，做得越細(xì)密才能越可靠。在長征五號B運(yùn)載火箭首飛任務(wù)中，飛控團(tuán)隊(duì)針對火箭發(fā)射及入軌段、試驗(yàn)船、測控網(wǎng)和中心內(nèi)部等幾個部分，詳細(xì)制訂了600多個故障預(yù)案，其中緊急重大故障模式預(yù)案上百個，故障的協(xié)同程序都達(dá)到了上千頁。
他們還將故障失效模式分析（FMEA）與故障樹分析的方法相結(jié)合，科學(xué)全面地將故障分析落實(shí)成為一系列預(yù)案和具體的可實(shí)施的操作。
“雖然沒有人在航天器上，但是載人航天工程任何時(shí)間的任何階段我們都必須拿出過硬的標(biāo)準(zhǔn)?！遍L征五號B運(yùn)載火箭首飛任務(wù)型號團(tuán)隊(duì)成員李亮感慨道。
