11月14日16時40分，神舟二十一號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。神舟二十號航天員陳冬、陳中瑞、王杰身體狀態(tài)良好。飛船自11時14分與空間站組合體分離到落地，耗時不到5.5小時，相較此前返回任務(wù)節(jié)省了3個多小時。
記者從中國航天科技集團(tuán)五院了解到，在這次任務(wù)中，神舟飛船首次實施3圈自主快速返回，標(biāo)志著我國載人飛船再入返回技術(shù)取得新突破、系統(tǒng)可靠性達(dá)到新高度。
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再入返回是航天器在完成太空任務(wù)后，脫離軌道進(jìn)入地球大氣層，最終安全降落到目標(biāo)區(qū)域的過程。該過程中如何控制飛船？相比此前返回任務(wù)，本次由5圈改為3圈的關(guān)鍵點在哪？實施3圈自主快速返回有什么意義？中國航天科技集團(tuán)專家就上述問題進(jìn)行了介紹。
第一問：飛船再入返回要如何控制？
我國神舟系列飛船均由中國航天科技集團(tuán)五院抓總研制。其中，由五院502所研制的制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)（GNC系統(tǒng)），如同飛船的“智能駕駛員”，是體現(xiàn)再入返回技術(shù)水平高低的核心載體，負(fù)責(zé)飛船從發(fā)射后脫離火箭到返回艙返回地球全過程的飛行控制，在典型的交會對接、再入返回任務(wù)中發(fā)揮著決定性作用。
飛船的再入返回控制主要體現(xiàn)在兩個方面：一是離軌控制，即通過制動減速使飛船脫離地球軌道，啟動返回程序；二是再入段控制，主要是大氣層內(nèi)的升力控制。
中國載人航天工程啟動以來，再入返回技術(shù)發(fā)展了兩代。神舟一號到神舟十一號采用標(biāo)準(zhǔn)彈道自適應(yīng)制導(dǎo)方法，從神舟十二號開始采用自適應(yīng)預(yù)測制導(dǎo)方法。代際劃分的主要依據(jù)是再入段控制的核心內(nèi)容，而在離軌控制方面，兩代技術(shù)均由地面計算。
第二問：由5圈改為3圈，關(guān)鍵點在哪？
為提升神舟載人飛船返回段的任務(wù)效率和應(yīng)急能力，五院研制隊伍在此前5圈快速返回的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，科學(xué)優(yōu)化返回策略和措施，設(shè)計形成了3圈自主快速返回方案。
由5圈改為3圈，最大改變是離軌控制制動參數(shù)由地面計算改為船上計算機自主更新計算。為了確保自主計算的正確性，502所及飛船系統(tǒng)先后開展多輪復(fù)核復(fù)算，包括方案正確性復(fù)查、飛行程序合理性復(fù)查、算法正確性復(fù)查、自主計算結(jié)果正確性有效性確認(rèn)、對調(diào)整后故障預(yù)案的復(fù)查等，確保飛船能夠高精度返回地球。
第三問：實施3圈自主快速返回有什么意義？
實施3圈自主快速返回，能夠有力提升神舟載人飛船自主飛行段、組合體運行段應(yīng)對重大故障的能力。
相較于5圈返回方案，神舟二十一號飛船從離開空間站到返回地球的時間縮短了3個多小時，體現(xiàn)了我國再入返回技術(shù)的穩(wěn)定性可靠性。
從神舟一號的標(biāo)準(zhǔn)彈道自適應(yīng)制導(dǎo)，到神舟十二號的自適應(yīng)預(yù)測制導(dǎo)，再到神舟二十一號的3圈快速返回，中國航天人用30多年走出了一條獨具特色的再入返回技術(shù)發(fā)展道路。
薛英民 羅維瑋 記者 付毅飛