嫦娥五號打出7000公里“太空水漂” 安全返回地球

許多人小時候都在池塘邊玩過打水漂。只要力道、手法得當，甩出的小石子能在水面連蹦幾下，劃出漂亮的弧線。

如今，這個古老而有趣的游戲，被融入高大上的航天任務中。2020年12月17日，嫦娥五號返回艙利用同樣的原理，在大氣層表面打了個“水漂”，安全返回地球。

據(jù)中國航天科技集團五院專家介紹，嫦娥五號的“太空水漂”，術(shù)語叫“半彈道跳躍式返回”，即在返回器初次進入大氣層一定深度并滑行一定距離后，通過調(diào)整它的姿態(tài)，讓它在氣動作用下重新躍起，以此將它的飛行速度由接近第二宇宙速度(每秒11.2公里)，降至第一宇宙速度(每秒7.9公里)以內(nèi)。此后的返回過程類似神舟飛船，就輕車熟路了。

于是，17日凌晨1時59分，嫦娥五號返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預定區(qū)域翩然降落。

這里大有門道。

咱們小時候打的水漂，扔出去就不受控制，飛哪算哪。而嫦娥五號返回艙從最初返回大氣層算起，到最后在預選著陸場落地，其間要在風馳電掣和大起大伏狀態(tài)下飛行六七千公里。

它是怎樣做到“指哪打哪”的?很大程度上要歸功于五院502所為它配備的制導導航與控制系統(tǒng)。

該系統(tǒng)簡稱“GNC”。G即制導(Guidance)，返回器上的計算機會根據(jù)當前位置和速度信息，結(jié)合落點位置進行制導處理，自動規(guī)劃出一條前往開傘點的最佳飛行路徑;N即導航(Navigation)，高精度導航設備可以在茫茫宇宙中實時獲取自身的位置、速度等信息;C即控制(Control)，通過向安裝在返回器外的發(fā)動機發(fā)送指令，使其工作，從而調(diào)整返回器姿勢，使返回器沿著規(guī)劃的軌跡飛行。三者協(xié)同工作，就能幫助返回器找到回家的路。

當然，講起來容易做起來難。為了實現(xiàn)“順利跳起，準確著陸”，科研團隊在返回器GNC系統(tǒng)研制過程中完成了無以計數(shù)的模擬飛行試驗，模擬了上百萬條飛行路線。或許返回器的實際飛行軌跡不會跟其中任何一條完全相同，但肯定超不出這個范疇。(付毅飛)