北京航天飛行控制中心創新多項飛控技術護航新飛船成功返回

【環球時報-環球網報道 記者 劉揚 特約記者 宋星光】新一代載人飛船試驗船於5月5日搭乘長征5B運載火箭升空後，北京航天飛行控制中心（以下簡稱“北京中心”）隨即組織陸、海、天基測控網對其進行密切跟蹤監視，經過7次軌道控制，順利將其從近地橢圓軌道抬高至遠地點近8000公里的大橢圓軌道。5月8日，我國新一代載人飛船試驗船返回艙在北京航天飛行控制中心科技人員的精準操控下，成功返回東風着陸場，從軌道設計到預案制定，從發射入軌成功返回，北京航天飛行控制中心攻克多個難題，創新多項飛控技術，為試驗任務圓滿成功提供了堅實保證。

全新的軌道設計——讓飛船飛得更高更安全

北京中心返回指令發出後，制動發動機點火，試驗船返回艙與服務艙成功分離，返回艙建立再入姿態。再入返回過程中，北京中心準確預報落點位置，引導各測控站對返回艙進行連續跟蹤，確保搜索回收工作順利完成。針對航天器技術狀態變化大、飛控實施模式新、應急軌道控制要求高等特點，該中心先後組織開展了多次天地對接、無線聯試、飛控協同演練及測控信息聯調，攻克航天器大橢圓軌道高速再入返回控制等飛控關鍵技術，順利完成多項試驗船在軌科學實驗，確保我國新一代載人飛船試驗艙飛控任務取得圓滿成功。

新一代載人飛船試驗船是為後續載人登月任務所設計，運行軌道是首次採用遠地點8000公里的大橢圓軌道。在軌運行時，採用全新的自主軌道控制和返回預測制導控制模式，軌道設計極為複雜，具有很高的控制難度。

為保證其安全性和穩定性，北京航天飛行控制中心周密設計了一套完整的軌道控制方案，當自主軌道控制不能滿足要求時，隨時可以轉入地面控制模式進行應急軌道重構，為試驗船保駕護航。

由於取消自主軌控的時機不確定、故障入口多、處置時間緊，對飛控團隊的應急重構能力提出了更高的要求。為了應對隨時可能發生的異常狀況，北京中心分析了幾十種基於能量優化和準確着陸返回的軌道重構控制策略，大大提升了應急情況下快速進行地面控制的能力。

返回引導和落點預報——任你自由翱翔我會緊緊跟隨

試驗船在軌時間只有短短3天，卻要完成多次軌道調整和應急處置，返回控制是整個任務成敗的關鍵。

試驗船返回艙再入返回過程採用自主預測制導方法進行返回控制，不同於以往載人飛船採用的標稱軌道模式，自主預測制導模式之下，試驗船會根據自己當前所在位置對彈道不斷進行較大範圍的調整。面對目標軌道的不斷變化，還要保證返回段的測控站能夠準確捕捉到目標，北京中心根據試驗船即時下傳的傾側角修正量，制定了試驗船動態引導方案，並依據即時數據測算，精準引導測控站對目標進行跟蹤。

尤其是飛船從出黑障到落地，僅僅幾分鐘的時間內，北京中心需要快速精準做出最後一次落點預報，對測控站和空中搜索分隊進行引導，多搶出來的每一秒鐘，都是任務成功的可靠保障。

應急預案——千絲萬縷織出安全網

哪怕是萬分之一的可能，航天人也會付出百分之百的努力，保證航天器在天上更安全。應急預案就像是航天器的安全網，做得越細密才能越可靠。

飛船不返回，“雙想”不停止。在長征五號B運載火箭首飛任務中，飛控團隊針對火箭發射及入軌段、試驗船、測控網和中心內部等幾個部分，詳細制定了600多個故障預案，其中緊急重大故障模式預案上百個，故障的協同程序都達到了上千頁。他們將故障失效模式分析（FMEA）與故障樹分析的方法相結合，科學全面地將故障分析落實成為一系列預案和具體的可實施的操作。

“雖然沒有人在航天器上，但是載人航天的工程任何時間的任何階段我們都必須拿出關天的標準。”長征五號B運載火箭首飛任務型號團隊成員李亮感慨道：“這幾十萬字的預案就是我們對任務的承諾！”