6月26日下午,在經(jīng)過約20個小時在軌飛行后,作為長征七號運載火箭首飛載荷組合體里的其中一位“乘客”,多用途飛船縮比返回艙與其乘坐的“太空擺渡車”遠征-1A成功分離,在東風著陸場降落。
此次跟隨長七火箭首飛的多用途飛船縮比返回艙屬于新一代載人飛船,這是我國新一代載人飛船的首次試驗飛行,表明新一代載人飛船前期研發(fā)工作已經(jīng)啟動。
多用途飛船縮比返回艙高度約2.3米,最大外徑2.6米,總質(zhì)量約2.6噸,采用返回艙和過渡段的兩艙構型。出于節(jié)省科研經(jīng)費的考慮,此次執(zhí)行任務的返回艙是正式型的縮小版。
返回艙在此次再入飛行過程中采取了大底朝前、小頭朝后的“仰臥”姿態(tài),安裝在頭頂?shù)闹鹘德鋫阆到y(tǒng)順勢迎風開傘。為增加可靠性,除了主降落傘系統(tǒng),科研人員還為返回艙專門配備了我國返回式航天器使用的首頂超音速傘。
由中國航天科技集團公司五院抓總研制的多用途飛船縮比返回艙是我國未來載人深空探測任務關鍵產(chǎn)品,此次飛行試驗成功驗證了我國新一代多用途飛船的返回艙新氣動外形,突破了航天器可重復使用設計、驗證及評估技術,新型金屬材料產(chǎn)品也經(jīng)受住了苛刻返回環(huán)境的考驗。這標志著我國載人深空探測技術邁上了新的臺階,為未來載人深空探測任務奠定了基礎。
形似子彈 “實戰(zhàn)”檢驗氣動外形
不同于它的神舟飛船先輩們“鐘罩式”的外形,多用途飛船縮比返回艙呈倒錐形,更像是一顆“子彈”。
此次任務中,返回艙通過配置氣動測量傳感器,能夠測量返回艙再入大氣層過程中的返回艙表面壓力、溫度和熱流等數(shù)據(jù),獲取返回艙氣動特性參數(shù)。這種通過實戰(zhàn)來檢驗氣動外形的驗證形式在國內(nèi)尚屬首次,因此獲得的數(shù)據(jù)也彌足珍貴,突破并驗證了未來載人飛船返回艙的新氣動外形設計。
返回艙也可重復使用 首次采用新材料
為了實現(xiàn)降本增效,返回艙在可重復使用技術上進行了探索,主要包含基礎結構和電子產(chǎn)品兩方面。
返回艙采取了“金屬結構+防熱結構”的雙層設計方案,其中防熱結構是可以拆卸的,因此在大氣層被灼蝕的防熱結構在返回地面后,可拆卸、更換。這樣做不僅將節(jié)省大量的運營成本,還將縮短研制周期。
在這次的返回艙中,使用了多臺隨神舟飛船飛天后返回的設備,技術人員經(jīng)過充分的檢驗、測試,“復活”了這些返回的設備,讓他們成為了此次返回艙的組成部分。
值得一提的是,返回艙采用新型合金材料,這一材料在我國航天器的主結構上還是首次使用。和當前主流的航天器鋁鎂合金相比,它的強度更強、韌性更足,這意味著我國未來航天器有更為強健的鋼筋鐵骨,將極大地提升航天器的性能、延長航天器的壽命。
超音速穩(wěn)定傘防“掉頭” 回收著陸技術邁入新階段
安全著陸是多用途飛船縮比返回艙試驗任務的最后一根“接力棒”。
返回試驗艙的氣動外形是未經(jīng)在軌飛行試驗驗證的全新設計,雖然主降落傘系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)360度開傘功能,但技術人員充分考慮到返回艙在再入飛行中有可能會出現(xiàn)小頭朝前、大頭朝后的俯沖姿態(tài),返回艙逆風而行,所以采用安裝超聲速穩(wěn)定傘增強主降落傘系統(tǒng)開傘的可靠性。
充氣張開的超聲速穩(wěn)定傘像一頂保駕護航的小黃帽,半球形的“頭頂”和連接帶拖曳著多用途飛船返回艙。一旦出現(xiàn)“掉頭”現(xiàn)象,超聲速穩(wěn)定傘可憑借風力矯正返回艙的飛行姿態(tài),從而保障主降落傘的正常工作。
走向更遠的深空
隨著這些技術的驗證成功,我國新一代多用途飛船整體性能將實現(xiàn)躍升,將可以搭乘更多的航天員,還能到達更遠的深空,滿足未來載人深空探測任務。
多用途飛船縮比返回艙瞄準的是我國未來載人深空探測,全方位滿足后續(xù)在軌服務應用以及低成本天地往返運輸?shù)氖褂眯枨?。(李淑?文 伊佳/攝)