首次执行交会对接,长五B是如何“练”成的?

本文转自:中国新闻网
中新网北京7月25日电(马帅莎 董佳莹)7月24日 , 长征五号B遥三运载火箭(简称“长五B火箭”)搭载空间站问天实验舱 , 在文昌航天发射场升空 , 这是中国大型低温氢氧火箭首次执行交会对接任务 , 难度好比在太空“穿针引线” 。为此 , 长五B火箭从优化射前流程、拓展发射窗口、释放运载能力三方面进行性能改进提升 , 保障任务圆满成功 。
首次执行交会对接,长五B是如何“练”成的?
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北京时间2022年7月24日14时22分 , 搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭 , 在我国文昌航天发射场点火发射 , 发射取得圆满成功 。屠海超 摄
从“串联”到“并联”
问天实验舱和天和核心舱通过交会对接 , 在轨进行组装 , 这就要求火箭零窗口发射 。而长五B火箭是低温火箭 , 面临着低温推进剂加注问题和复杂的发射前流程 , 实施零窗口发射比常温火箭难度更大 。
为了和时间赛跑 , 设计团队开展了适应零窗口发射要求的射前流程优化改进 , 对全箭射前流程环节、可优化内容及发射窗口整体前移的有关影响开展专题确认 。
【首次执行交会对接,长五B是如何“练”成的?】据中国航天科技集团一院长五B火箭总体副主任设计师刘秉介绍 , “我们将各系统耦合性高的工作由‘串联’变为‘并联’ , 在火箭发射前预留2.5分钟的故障处理时间 。”
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7月24日14时22分 , 搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭 , 在中国文昌航天发射场准时点火发射 , 约495秒后 , 问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道 , 发射取得圆满成功 。图为民众在海南文昌淇水湾沙滩观看长征五号B遥三运载火箭点火升空 。中新社采访人员 骆云飞 摄
从“追火车”到“乘高铁”
此次长五B火箭首次执行交会对接任务 , 要求火箭以更高的发射和飞行可靠性实现准点发射、准确入轨 , 将问天舱准确送入与核心舱共面、共轨的转移轨道 , 就像火车到站 , 以前乘客需要“追火车”才能找到自己的车厢 , 现在的高铁都是精准停靠到地标处 。
从“追火车”到“乘高铁” , 入轨精度偏差缩小为空间站舱段交会对接提供了更好的保障 , 但是也对火箭的动力、结构和控制系统偏差控制水平提出更高要求 。
为确保大型低温火箭可靠发射 , 团队将原来的零发射窗口拓展至2.5分钟 。据一院长五B火箭轨道设计师王建明介绍 , “‘窄窗口’点火可以提升火箭点火可靠性 , 但由于地球是不断自转的 , 为克服地球自转影响 , 则需要通过箭上具备起飞时刻偏差修正能力 。”
点火后 , 火箭依靠更先进的制导技术不断调整弹道 , 直奔空间站 。“就好比投出去的篮球能按照篮筐位置、球场风速、气流和温度等的变化 , 不断修正自己的前进轨迹 , 直奔篮筐而去 。”一院火箭科普专家钱航说 , “这有点像汽车的自动驾驶技术 , 只是长五B这辆‘汽车’ , 重达数百吨、时速不可估量 , 要做到‘自动驾驶’可不容易 。”
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北京时间2022年7月24日14时22分 , 搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭 , 在我国文昌航天发射场点火发射 , 发射取得圆满成功 。屠海超 摄