5月29日,由中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院抓总研制的长征三号乙运载火箭,在西昌卫星发射中心点火起飞,将天问二号探测器精准送入预定轨道。本次任务是长三乙火箭首次执行地球逃逸轨道发射任务,顺利完成我国小行星探测“第一棒”。
摄影 张曼
此次任务目标小行星的体积小、质量小、引力弱,捕获难度大,天问二号探测器要抵达“目的地”,难关重重。而对于火箭来说,发射窗口窄、轨道高度和入轨精度要求高、分离速度误差控制严……型号团队要闯过的难关同样不少。
与以往发射地球轨道范围内的载荷相比,此次任务在火箭分离阶段进一步提速,由每秒7.9千米的第一宇宙速度,提升至超过每秒11.2千米的第二宇宙速度,从而使探测器挣脱地球引力。这个过程中,火箭需要为探测器提供极高的速度和能量,综合考量火箭运载能力、履约能力和可靠性等因素,长三乙火箭成为此次小行星探测之旅的“专属座驾”。
“火箭入轨时的速度达到每秒11.2千米,而只有将误差控制在每秒1米之内,才能将天问二号精准送入轨道,否则可能造成探测器与小行星出现百万公里级的误差。”中国运载火箭技术研究院张亦朴打了个形象的比方,这样的入轨精度,就像在上海投出一个篮球,准确命中位于北京的篮筐,还要保证篮球入筐时的飞行角度和速度。为此,技术团队在采用迭代制导技术的基础上,运用末速修正技术,在分离前实时调整火箭的速度、姿态等,确保分离速度“达标”,并满足入轨精度要求。
何时启程,也有讲究。连续3天,火箭每天只有4分钟的发射窗口期,加之目标小行星与地球的相对位置一直在变化,“零窗口”发射能为探测器节省更多燃料,以更好地完成后续任务。要完成地球逃逸轨道发射任务,火箭和探测器受到的制约条件也更多。技术团队历时两年,完成多轮设计迭代,拿出了一套最简化的设计方案,实现火箭与探测器完美“交班”。
长三乙火箭是我国首个宇航发射次数突破100次的单一型号长征火箭,自1996年首飞以来,它托举了北斗、嫦娥、风云、天链等“乘客”问鼎苍穹,保障了一系列重大工程顺利实施。“多年来,型号团队始终坚持不懈地进行技术创新与可靠性提升,不仅极大地提升了长三乙火箭的整体性能与竞争力,也为重大工程的顺利实施提供了有力的支撑与保障。”中国运载火箭技术研究院陈闽慷为长三乙火箭长期、稳定、可靠的表现点赞。
目前,长三乙火箭采用通用化、系列化、组合化的设计思路,通过“去任务化”的设计研制模式、批量生产管理模式,达到年生产发射15发火箭的能力水平,可以更好应对任务需求。
来源:北京日报客户端
记者:刘苏雅