百公里级在线轨迹优化闭环制导飞行试验成功 为可重复使用火箭返回制导奠定基础

1月12日16时,“力鸿”一号遥一火箭酒泉卫星发射基地按计划升空;此次看似常规的发射,验证了我国可重复使用运载火箭领域的一项关键技术。火箭完成约120公里弹道飞行后开始无动力返回。返回高度降至70公里时,由中山大学自主研制的“慎思”二号D箭载制导计算机接管控制,在偏差与干扰较为复杂的条件下,精确引导火箭助推器实现定点、定姿着陆。试验成功,标志着我国在可重复使用运载火箭返回制导上取得重要进展。可重复使用运载火箭是航天领域的前沿方向,核心难点之一在于返回段的精准制导。与一次性运载火箭不同,可重复使用火箭需要在返回过程中进行高精度轨迹控制,确保安全着陆并降低结构损伤风险。本次试验验证的在线轨迹优化制导技术,正是解决这个问题的关键:它能够在返回的动态过程中,根据实时飞行状态持续更新制导方案,在多重约束条件下实现精准着陆。中山大学“空天智能无人系统”研究团队在该技术攻关中承担了核心任务。团队自主研发在线轨迹优化算法,针对再入返回过程中的强非线性气动特性、终端位置与姿态速度的耦合约束以及箭载计算资源受限等工程挑战开展研究。通过滚动时域优化计算方法,算法在保证优化精度的同时,满足了高动态飞行条件下的实时制导需求。成果的取得,来自团队师生的持续投入与协同攻关。“慎思”二号D箭载制导计算机的研制,表明了关键控制系统的自主化能力。该系统采用全国产元器件,集成中山大学团队自主研发的核心算法,基于国产DSP处理器开发,支持关键环节自主可控。项目研制过程中,多名学生担任型号工程师,参与算法研制、箭机适配与试验等工作。试验队围绕轨迹优化、计算制导、嵌入式系统与系统仿真等环节开展攻关,编写数万行算法代码,完成数十次系统级地面试验验证,最终支撑飞行试验取得成功,体现了高校组织化科研在重大技术攻关中的作用。从应用前景看,本次试验具有较强示范意义。涉及的技术在更改造后,可适配多类运载火箭与试验飞行器,为我国航天发射的高频次、低成本发展提供支撑。可重复使用运载火箭技术的突破,有助于降低发射成本、提高发射效率,并对推动航天产业发展具有积极意义。中山大学“空天智能无人系统”团队负责人陈洪波表示,此次试验成功是团队在可重复使用运载火箭返回制导技术探索中的重要节点,也是团队协同攻关的阶段性成果。后续团队将继续推进校企协同与产学研融合,完善高校有组织科研机制,为我国航天事业发展贡献力量。

此次飞行试验的成功,展示了我国在航天智能制导领域的技术进展,也表明了高校科研团队在国家重大科技攻关中的支撑作用;从“慎思”到“力行”,中国航天人以自主创新不断夯实关键技术能力,向航天强国目标开展。随着对应的技术持续突破,我国在太空经济时代的综合竞争力有望继续提升。