中國火箭殘骸落區控制更準了

6月3日，由中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術研究院抓總研製的長征三號乙運載火箭在西昌衞星發射中心起飛，將風雲四號02星準確送入預定軌道，發射取得圓滿成功。

不少航天愛好者發現，此次發射的長三乙運載火箭有一枚助推器跟其它3個長得不太一樣——身上多了“兩道槓”，頭上還有一頂“黃帽子”。

這個助推器有何與眾不同之處？據瞭解，這是本次火箭發射的“彩蛋”——在第二個助推器上搭載了“傘降落區控制系統”。這一系統能夠實現火箭子級殘骸的精準降落，讓助推器穩穩地迴歸地面。

何謂傘降落區控制？據專家介紹，傘降落區控制系統是為了控制火箭助推器的落點位置更精確，讓內陸發射場發射運載火箭的子級殘骸落區更安全的一種做法。

長三甲系列運載火箭副總設計師胡煒介紹，每次發射，設計師會根據火箭彈道計算各個子級的落區，據此開展落區安全控制工作。有時為了確保預定落區，還會修改火箭飛行彈道、時序，導致運載能力降低。火箭子級落區雖然使用頻率不高，但如何儘可能縮小落區的範圍，減少對落區正常生產生活的干擾，一直是科研人員的追求目標。

長三甲系列運載火箭總體副主任設計師張亦樸説，傘降落區控制系統安裝於助推器頭錐內部，助推器與火箭分離後沿向上的拋物線慣性飛行，當落至預定的海拔高度時，助推器傘降落區控制系統啓動，先後彈出兩級降落傘用於姿態控制和速度降低，最後展開可控翼傘助推器機動飛行，將助推器導引至預定的區域降落，從而實現火箭助推器落點的精確控制。

傘控系統總體設計師張普卓介紹，用翼傘方式控制落區技術，過去多應用在航空領域，對於火箭助推器來説，在分離後姿態不穩定的條件下，如何實現安全結構分離、安全開傘，並且在開傘之後使傘不受破壞，有相當大的難度。

在這次長三乙火箭飛行任務中，中國首次完成了基於300平方米（國內最大面積）可控翼傘的助推器落區控制飛行搭載，驗證了具備將落區面積減小到30%的能力。助推器與芯級分離後，實現了高動態下的衞星導航連續定位，在預定高度執行了各項關鍵動作。最終，在翼傘的作用下，按預定的歸航策略向目標機動點飛行，試驗獲得圓滿成功。

胡煒説，這是全球採用翼傘控制圓滿歸航的最重的火箭分離體，試驗獲取了落區控制系統的全部飛行數據，為後續傘降落區控制技術工程應用以及火箭殘骸落區安全性的提升提供重要參考。

這次搭載飛行的成功，設計人員突破了傘降落區控制總體設計技術、大面積可控翼傘總體設計技術、高動態下組合導航技術等關鍵技術，驗證了基於翼傘的助推器落區控制技術的可行性，為該技術的後續工程應用打下了堅實的基礎。

據瞭解，此次發射使用的助推器傘降控制系統由火箭院總體設計部抓總研製，傘系統由北京空間機電研究所研製。在火箭分離體落區控制技術方面，火箭院先後突破了一子級柵格舵落區控制技術和助推器傘降落區控制技術，為未來實現子級可控回收、垂直返回等新技術奠定了重要的技術基礎。