北京航天飞行控制中心创新多项飞控技术护航新飞船成功返回

【环球时报-环球网报道 记者 刘扬 特约记者 宋星光】新一代载人飞船试验船于5月5日搭乘长征5B运载火箭升空后，北京航天飞行控制中心（以下简称“北京中心”）随即组织陆、海、天基测控网对其进行密切跟踪监视，经过7次轨道控制，顺利将其从近地椭圆轨道抬高至远地点近8000公里的大椭圆轨道。5月8日，我国新一代载人飞船试验船返回舱在北京航天飞行控制中心科技人员的精准操控下，成功返回东风着陆场，从轨道设计到预案制定，从发射入轨成功返回，北京航天飞行控制中心攻克多个难题，创新多项飞控技术，为试验任务圆满成功提供了坚实保证。

全新的轨道设计——让飞船飞得更高更安全

北京中心返回指令发出后，制动发动机点火，试验船返回舱与服务舱成功分离，返回舱建立再入姿态。再入返回过程中，北京中心准确预报落点位置，引导各测控站对返回舱进行连续跟踪，确保搜索回收工作顺利完成。针对航天器技术状态变化大、飞控实施模式新、应急轨道控制要求高等特点，该中心先后组织开展了多次天地对接、无线联试、飞控协同演练及测控信息联调，攻克航天器大椭圆轨道高速再入返回控制等飞控关键技术，顺利完成多项试验船在轨科学实验，确保我国新一代载人飞船试验舱飞控任务取得圆满成功。

新一代载人飞船试验船是为后续载人登月任务所设计，运行轨道是首次采用远地点8000公里的大椭圆轨道。在轨运行时，采用全新的自主轨道控制和返回预测制导控制模式，轨道设计极为复杂，具有很高的控制难度。

为保证其安全性和稳定性，北京航天飞行控制中心周密设计了一套完整的轨道控制方案，当自主轨道控制不能满足要求时，随时可以转入地面控制模式进行应急轨道重构，为试验船保驾护航。

由于取消自主轨控的时机不确定、故障入口多、处置时间紧，对飞控团队的应急重构能力提出了更高的要求。为了应对随时可能发生的异常状况，北京中心分析了几十种基于能量优化和准确着陆返回的轨道重构控制策略，大大提升了应急情况下快速进行地面控制的能力。

返回引导和落点预报——任你自由翱翔我会紧紧跟随

试验船在轨时间只有短短3天，却要完成多次轨道调整和应急处置，返回控制是整个任务成败的关键。

试验船返回舱再入返回过程采用自主预测制导方法进行返回控制，不同于以往载人飞船采用的标称轨道模式，自主预测制导模式之下，试验船会根据自己当前所在位置对弹道不断进行较大范围的调整。面对目标轨道的不断变化，还要保证返回段的测控站能够准确捕捉到目标，北京中心根据试验船实时下传的倾侧角修正量，制定了试验船动态引导方案，并依据实时数据测算，精准引导测控站对目标进行跟踪。

尤其是飞船从出黑障到落地，仅仅几分钟的时间内，北京中心需要快速精准做出最后一次落点预报，对测控站和空中搜索分队进行引导，多抢出来的每一秒钟，都是任务成功的可靠保障。

应急预案——千丝万缕织出安全网

哪怕是万分之一的可能，航天人也会付出百分之百的努力，保证航天器在天上更安全。应急预案就像是航天器的安全网，做得越细密才能越可靠。

飞船不返回，“双想”不停止。在长征五号B运载火箭首飞任务中，飞控团队针对火箭发射及入轨段、试验船、测控网和中心内部等几个部分，详细制定了600多个故障预案，其中紧急重大故障模式预案上百个，故障的协同程序都达到了上千页。他们将故障失效模式分析（FMEA）与故障树分析的方法相结合，科学全面地将故障分析落实成为一系列预案和具体的可实施的操作。

“虽然没有人在航天器上，但是载人航天的工程任何时间的任何阶段我们都必须拿出关天的标准。”长征五号B运载火箭首飞任务型号团队成员李亮感慨道：“这几十万字的预案就是我们对任务的承诺！”