火箭残骸都去哪儿了(2)
而在此次任务中,研制人员给火箭的一个助推器安装了多个降落伞,在坠落过程中先后展开,成功控制了助推器坠落时的姿态和方向。以往助推的落区范围大概是30×90公里,是2700平方公里。通过翼伞来控制它,落到指定的点,这个面积会大幅缩减。
记者:火箭残骸能做到全程跟踪吗,多久能找到残骸?
钱航:事实上,从提出“伞降控制”方案,到这次成功实现试验验证,已跨越了10多年时间。难点是“伞怎么打开”。
一个助推器大概有4吨的重量,它分离的时候,速度大概是2000多米每秒,它的姿态是不受控的,这种情况下怎么把伞打开,并且打开之后使伞不受破坏,是比较难的地方。
要想解决这个问题,就需要找到一个准确的开伞时机,让助推器的角度、速度和姿态等指标,都能满足开伞的要求。为了准确地抓住这个时机,研制人员在助推器上安装了一套测量装置,能够实时监测到助推器的位置和姿态。
不仅如此,这套装置还基于北斗系统,实现在复杂野外山林地区的精准定位跟踪,研制人员5分钟内就精确知道它的落点位置,相当于整个再入过程是全程跟踪的。
这也是我国首次在火箭发射任务中实现残骸信息的实时接收、处理和显示。根据定位到的落点位置,研制人员在25分钟之内就找到了火箭残骸。而此前完成这项工作短则需要几个小时,长则需要数月。
后续,研制团队将在前期搭载试验的基础上,继续改进和优化方案,不断提升产品的可靠性,实现产品的批量化、低成本生产,进而大幅提高火箭残骸的落区安全性。
记者:我国的运载火箭,未来能否做到重复使用?
钱航:2019年,长征二号丙火箭成功把3颗卫星送入预定轨道,另外还“低调地”取得了一项成果,就是实现了子级火箭的精确落地,简单来说就是让火箭的残骸精确降落在预定的地点。
这个黑科技又叫“基于栅格舵的落区精确控制技术”。虽然我国运载火箭是首次运用这种技术,但仍获得了试验的成功,因此成为世界上第二个掌握这种技术的国家。
近年来,中国运载火箭发射呈现高强度、高密度的态势,仅2020年就发射了39次,平均每月3次之多。因此火箭残骸降落带来的安全问题,越来越受人们关注。按照惯例,火箭在发射前会事先划出一个供火箭残骸降落的地区,基本都是选择一些人烟稀少的地区,一般长宽约数十公里的范围。由此可见,在“栅格舵控制技术”出现之前,火箭残骸降落的区域范围很大,该技术实现了子级火箭的精确落地,将火箭残骸降落的区域范围控制在极小范围内,极大减轻了落区工作人员避险和搜救的工作量。
航天器的回收技术早已成熟,如今连火箭助推器的残骸都能实现精准回收。这种技术让运载火箭在未来重复使用成为可能,除了符合绿色环保的时代要求,也让航天发射的最后一个高危环节得到了有效管控。