“比10环还多0.8环！总师揭开“新飞船”高精度返回的奥秘”

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科学技术日报记者付毅飞

5月8日13时49分，中国新一代载人飞船试验船返回东风着陆场预定区域着陆成功。 虽然鲜为人知，但命中精度更是创新，比以往的神舟飞船提高了一个数量级。 中国载人飞船系统的总设计师张柏楠说，返回舱的坠落精度“超出了我们的预期，为10.8环”。

为什么比10环多0.8环？ 记者从中国航天科技集团五院获悉，除了导航精确外，新飞船还装备了有别于国内外其他做法的独创技术——全数字全系数自适应预测校正制导。

据该技术第一发明者、五院502所载人飞船系统副总设计师胡军介绍，该方法具有智能化优势，比以前流传的技术更灵活，能够应对更多复杂情况，控制更平稳，精度也更高。 “利用这个可以实时预报返回舱到达终点时的误差，并根据这个误差调整飞行轨迹直到到达目标点。 ”。 胡军说。

有人可能认为船的返回舱下落精度首要依赖降落伞，但其实不然。 宇宙飞船采用的降落伞是“无控制伞”，会被风吹走。 决定命中精度的，其实是“开伞点”，也就是降落伞打开时返回室所在的空之间的位置，这是自适应预测修正引导技术管辖的“连杆”的终点。 船返回前，技术人员根据气象部门预测的风速、风向，计算船伞起降中的漂移距离和方向，调整理论开伞点，使船的落点尽可能准确。 自适应预测校正制导技术支持制导导航和控制系统“驾驶”飞船在电光石火中飞向最后计算出的开伞点。

这个过程难度很大。 首先，飞行中的偏差多，偏差大，包括回旋室的初始位置、速度、姿态偏差、空气动力系数、发动机推力、回旋室质量等动力学和控制偏差、大气密度等环境偏差。

其次，比较有效的控制时间短。 新船的返回舱速度从每秒9公里降至每秒150米，高度从120公里降至约8公里的开伞点，只有350秒。 而且，在这个过程中动力学很多很复杂。

另外，反馈舱的配置也决定了控制能力有限。 由于气举的大小无法调整，在返回过程中，只需利用返程舱向不同的方向倾斜，就可以调整气举的方向，控制返程舱的纵向和横向跳闸。

这不是这项技术第一次出现了。 我国嫦娥五号飞行试验机在开展月球地面返回跳跃式再入试验时，由于该技术的应用，创造了迄今为止国际宇宙飞船外形航天器再入返回的最高开伞点精度。 连续成功的工程实践验证了该技术的理论先进性、工程实用性以及在不同任务要求下的适应性。

记者了解到，全数字全系数自适应预测校正制导技术是胡军队三代宇航员历经20多年，理论研究与工程实践相结合的成果。 这一成果在世界上首次贯穿了预测制导与控制之间的鸿沟，大大简化和降低了预测制导的应用门槛，对控制理论的快速发展和工程应用水平的提高都有典型的意义，对世界航天控制行业有很大的贡献。

目前，502所对该技术展开了进一步的理论分解和多种实例深入研究，表明该技术不仅可以应用于重返月球跳跃式再入、地球轨道直接再入，还可以应用于火星进入和火星大气捕获、大升力体初始再入、末端能量管理、水平进入着陆等。 该所将继续开展相关技术研究，使其应用向智能自主方向深入。