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牵引“天神”:北京飞控中心突破五项关键技术

发稿时间:2016-11-21 11:46:50 来源:米皮网

祁登峰 姜 宁 本报记者 李 艳

从10月19日天宫二号与神舟十一号在太空精准对接,航天员顺利进入中国崭新的太空家园,到11月18日神舟十一号飞船安全着陆,“天神”组合的一举一动吸引着全国人民的目光。

“我们连续突破了5项关键技术,这些技术牵引‘天神’筑梦太空。”北京航天飞行控制中心主任李剑在接受科技日报记者采访时说,此次任务是我国载人航天工程空间实验室应用阶段的关键一战,任务周期之长、试验项目之新、技术要求之高均前所未有。“为确保这次任务圆满完成,我们紧盯难点,组织青年科技创新团队集智攻关。”

在李剑提到的5项关键技术中,最重要的是高精度中长期定轨预报技术。

天宫二号交会对接轨道为393公里,需在飞船发射前21天实施轨道维持,兼顾调相、圆化和轨道高度控制,对长时间轨道预报精度提出了新的要求。北京飞控中心利用天宫一号“393±10公里轨道确定与预报”拓展试验获取的轨道测量数据,通过对天宫二号精细化建模、大气密度估值与空间环境参数应用策略优化,有效提高了轨道预报精度。“任务期间,中心的轨道预报精度完全满足指标要求。”李剑透露。

另一项关键技术是393公里轨道远导控制策略设计与验证技术。为适应空间站交会对接任务新的控制需求,神舟十一号飞船需具备在更大范围内进行交会对接的能力。由于初始相位和轨道高度不同,北京飞控中心重新设计了地面导引控制策略,验证轨道和控制精度,优化实施流程,同时重新制定相应的应急控制策略。

第三项被反复提及的是高精度短弧段快速测定轨技术。它听起来有点拗口,但作用却不可忽视。李剑介绍,神舟十一号远距离导引第5次控制与自主导引段第一脉冲控制的时间间隔仅为飞行器绕地球飞行2圈的时间,也即180分钟,定轨时间仅1圈,给短弧段定轨精度提出了更高的要求。为此,中心自2014年底开始,持续开展了定轨精度分析与打靶仿真工作,通过优化算法、构建模型、压缩流程等一系列环节,创新出高精度短弧段快速测定轨技术,确保了任务中远距离导引控制的顺利实施。

“返回前快速轨道控制技术同样特别重要。”李剑说。为验证飞船快速轨道控制能力,同时优化飞船返回再入品质,飞船返回前的轨道维持采用一圈内两次变轨的控制模式。中心根据任务需求,开展了计算方案分析确定工作,采用组合体轨道维持与双脉冲联合优化策略,满足了飞船撤离后的各项指标约束。

最后一项不得不提的是伴星飞越观测及驻留轨道控制技术。在组合体运行阶段,中心要控制伴星实现飞越观测组合体等试验。同时,还要实现驻留点捕获、保持、转移等复杂类型控制,驻留及飞越轨道精度要求高。李剑说:“中心综合分析了控制误差、大气密度、轨道衰减等影响因素,设计了伴随卫星飞越观测、驻留点捕获、驻留点移动重构等算法,实现了高精度的轨道控制。”(科技日报北京11月19日电)

齐亚伦 本文来源:科技日报社-中国科技网 责任编辑:齐亚伦_NT4779

责任编辑:刘军
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