7月24日,在海南文昌發射中心,由中國運載火箭技術研究院(簡稱“航天科技集團一院”)抓總研制的長征五號B運載火箭(簡稱“長五B火箭”)騰空而起,將空間站問天實驗艙送入預定軌道,發射取得圓滿成功。
中國空間站由一個核心艙和兩個實驗艙組成,3個艙段的發射任務都由長五B火箭執行。3次發射的意義重,載荷的質量重,隊員肩上的任務重。這三“重”應和著任務成功。
【1】火箭發射“雙保險”
(資料圖片僅供參考)
中國空間站建造階段的11次發射任務環環相扣,意義重大,任何一次都不容有失。
作為中國空間站艙段“專列”,長五B火箭包攬了3個艙段的發射任務,這次更是首次執行交會對接任務,“零窗口”發射至關重要。
為了確保萬無一失,試驗隊員為火箭發射上了“雙保險”。長五B火箭是我國首個實施“零窗口”發射的大型低溫火箭,盡管它已經具備“零窗口”發射能力,但試驗隊員還是用“起飛時間修正技術”將發射窗口擴寬至2分30秒。
航天科技集團一院長五B火箭控制系統主任設計師蘇磊介紹:“‘起飛時間修正技術’讓火箭的控制系統可以自動計算偏差、調整目標軌道,即使火箭沒能完全按照預定窗口發射,在2分30秒這個窗口時間里發射,都能通過后期的軌道修正精準完成入軌和交會對接。”
此前,控制系統設計人員針對此次任務進行了多輪試驗和仿真測試,確保制控制統能夠精準完成軌道修正。
長五B火箭總體副主任設計師劉秉介紹:“長五系列火箭系統復雜,發射場各項流程種類繁多。我們把前7次發射的經驗總結,對射前10分鐘的發射流程進行優化,部分流程前置,距離點火2.5分鐘就完成了發射前各項準備工作。工作做在前,如果有問題能早發現、早解決。”
【2】長征火箭家族的“大力士”
身為長征火箭家族中的“大力士”,長五B火箭將我國火箭近地軌道的運載能力由8噸提升至25噸。它可不是只有蠻力,長五B火箭特有的“大推力直接入軌精度控制技術”和20.5米超大整流罩,讓空間站的艙段可以安安全全、舒舒服服地到達預定軌道。
“就好比一輛正在高速行駛的汽車,想踩一腳剎車就停到指定位置很難。”長五B火箭試驗隊員這樣形容大推力火箭精準入軌的難度。
為此,火箭姿控系統和制導系統設計團隊創新性地采用了“姿態控制增益優化”和“復合制導”兩種方法,保證了長五B火箭入軌精度,連續3次發射任務的高精度入軌都驗證了這個方法的可靠性。
這次的問天實驗艙是我國迄今為止重量最大、包絡尺寸也最大的一個載荷。不過這難不倒我們的長五B火箭,除了超大推力外,研制團隊在設計之初就考慮到空間站建造的任 務需求,直徑 5.2 米、長度 20.5 米的整流罩足以讓實驗艙在里面舒舒服服地。
火箭結構總體設計師王乾介紹:“針對此次任務,在整 流罩生產初期,研制團隊采用了三維視覺掃描等技術,對整流罩以及問天實驗艙的尺寸進行了精準仿真,反復詳細校核,確認了關鍵位置的安全間隙,確保在飛行、分離的過程中,實驗艙享有足夠的空間,不會在飛行過程中貼近整流罩。”
【3】試驗人員壓力與動力并存
“看著大部分同事在完成任務后就可以收拾行李準備回家,說不羨慕是假的,大家都想趕緊回家和親人團聚,但負責地面設備的試驗隊員還有射后恢復任務在身,不能跟大部隊一起回京,恢復時的忙碌和辛苦是為了下一次成功發射打好基礎。”長五B火箭副總設計師賀建華說。
早在長五B遙二火箭發射任務前,發射支持系統團隊就啟動了發射臺及地面設備恢復和中修工作策劃,制定了詳細的中修計劃和設備中修技術方案,并開展產品生產和物資采購。長五B遙二發射成功后,他們馬上投入到地面設備恢復和中修工作中。
設備檢測、技術狀態變化、產品返修、元器件更換、軟件更新、狀態恢復、系統調試匹配……面對繁重而復雜的工作,團隊成員累積出差時間達到8個月,忙忙碌碌直到2022年春節。
為適應長五B遙三、遙四零窗口發射的需求,發射支持系統團隊還針對進入發射流程的幾百套設備的動作,從風險風險辨識,細致分析和驗證,使產品可靠性進一步提升,為長五B遙三、遙四以及以后的發射任務成功打下了堅實基礎。
隨著長五B遙三火箭成功發射,更新后的地面設備也經受住了此次大考。經歷過不到一年半“五戰五捷”的高密度發射,自長五B遙二發射成功至今,長五系列火箭發射的頻次雖然慢了下來,但研制隊伍的每一個人都像地面設備的試驗隊員一樣,腳步一刻也沒有停下。
深夜辦公室亮著的燈、常用按鍵磨得光亮的鍵盤、京津兩地來回奔波的車輛……都記錄著他們為成功付出的汗水,也鋪就了保成功的道路。除了針對“零窗口”發射的技術改進和流程優化外,試驗隊還根據這次任務新增4項、更新18項預案。
劉秉說,“為適應快速交會對接任務窗口特點,我們對推進劑泄出重新組織發射預案進行了進一步細化和完善。就像這次我們編寫的液氫加注后推遲發射預案就是針對發射推遲再重啟進行的分析。”
近千條預案是整個研制隊伍為了保成功所做的努力,也讓大家對發射成功更有信心。
由于承擔了一系列重大發射任務,長五系列火箭每次發射都備受矚目,試驗隊員的壓力可想而知。但一心研制的他們并不理會外界的紛紛擾擾,將壓力轉化成每次成功的動力。埋頭案牘,為下次成功發射更好蓄力;仰望星空,他們 想看到火箭的成功飛天。 隨著此次發射成功,長五B火箭試驗隊員暫時卸下了重擔盡情歡呼、擁抱成功后的喜悅。
但就如他們所說,每次發射成功后只能高興兩個小時,夢天實驗艙發射即將到來,把新的重任扛在肩上,他們再一次揚帆起航。
九派新聞記者 徐鳴
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【來源:九派新聞】
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