记者从中国航天科技集团获悉,我国载人月球探测工程研制工作取得阶段性重大突破。
此次试验任务技术难度高、创新跨度大,在国际航天领域具有开创性意义。
本次试验的核心价值在于通过一次飞行任务,集中验证了三项对载人登月工程至关重要的关键技术。
据中国航天科技集团专家朱平平介绍,试验一次性完成了长征十号系列火箭一子级上升段飞行、梦舟载人飞船最大动压条件下应急逃逸、网系协同搭载考核,以及火箭一子级真实剖面返回飞行和准确溅落等核心技术验证。
这是整个载人登月工程中安全性验证的真实飞行试验考核,具有不可替代的重要地位。
试验任务创下三项国内国际首次突破,彰显了我国航天技术的创新实力。
首先,这是我国载人火箭研制领域首次开展最大动压逃逸试验。
其次,试验搭载验证了世界首个网系回收方式,为火箭可重复使用技术探索了新路径。
第三项突破更具挑战性,试验将上升段最大动压逃逸与重复使用返回段飞行两个高风险试验结合在单次任务中实施,这在世界航天史上尚属首次。
技术难度方面,试验面临的挑战前所未有。
上升段最大动压逃逸环境达到约27千帕,返回段动压条件为国内最大,热流环境极为苛刻。
由于需在单次飞行中串联多项高风险关键试验,任务飞行剖面复杂,控制精度要求极高,技术挑战巨大。
尽管被称为低空飞行试验,但飞行高度实际并不低。
朱平平解释,试验采用火箭一子级加梦舟飞船的组合体,一子级飞行最大高度约105公里,与未来真实飞行高度基本一致,飞行剖面也与实际任务过程高度相似。
之所以称为低空,仅是相对于入轨高度而言略低。
最大动压逃逸验证是本次试验的核心内容之一。
最大动压是火箭上升段最严苛的环境条件,指火箭加速升空过程中空气形成的最强迎面冲击力。
随着火箭速度提升和大气密度随高度下降,阻力先增大后减小,峰值即为最大动压,也是火箭飞行与飞船应急逃逸的关键考验节点。
在飞行约11公里高度达到最大动压条件时,飞船成功实施逃逸,意味着在更小动压条件下同样能够实现逃逸,从而覆盖后续所有动压环境下的逃逸需求。
试验全程约470秒,过程精密复杂。
2月11日11时整,火箭7台发动机中的5台同时点火,船箭组合体起飞。
飞行约65秒达到最大动压条件,飞船与火箭实施分离,逃逸塔带动梦舟飞船快速脱离,顺利完成最大动压逃逸试验后按预定轨迹落入指定海域。
与此同时,火箭一级继续上升段飞行。
飞行约151秒时,火箭抵达约105公里高度,相当于真实任务一二级分离关机点,发动机熄火,一级开始再入返回流程。
再入返回初期,火箭在接近真空环境中完成滑行调姿,这一阶段持续200多秒,期间对发动机进行预冷,完成贮箱压力准备和推进剂沉底,为下一阶段动力减速做好准备。
飞行约350秒时,火箭重启两台发动机实施动力减速,为再入大气层做准备。
飞行约410秒,一级进入稠密大气层,两台发动机关机,转入气动减速阶段。
朱平平指出,这一阶段火箭将经历返回过程中最严酷的考验,面临最大动压和最大热流的双重挑战,火箭底部防热设计至关重要,研制团队为此进行了大量防热设计工作。
气动减速后,火箭进入最后减速阶段,最终实现准确溅落。
载人登月是国家综合科技实力与系统工程能力的集中体现。
把最严苛的工况放到真实飞行中检验，把最关键的风险在地面与试验阶段消化，是大型航天工程行稳致远的必由之路。
此次阶段性突破表明，我国载人月球探测工程正在以更扎实的验证、更可控的节奏向既定目标迈进，也为后续更高水平的深空探索积累了可复制、可扩展的工程经验。