2021年05月14日 星期五
面对未知制定应急方案 探索星辰大海

    冗余考虑之外,航天航空科学家还会考虑更为优秀的设计,打造安全边际来解决不确定的问题,比如说宇宙飞船会比看上去的更结实,隔热层厚度也超过标准要求,用更优秀的设计提高安全性,来保护宇宙飞船预防恶劣的太空环境可能遇到的各种风险。

    《月背征途》这本书里记录了人类首次登陆月球背面全过程,中国探月国家队提出了各种设计方案来解决遇到的困难。例如,在嫦娥4号奔月之旅完美开局之后,出现了一个突发状况:探测器的燃料意外泄漏。初步计算,燃料损失量远远超过推进剂设计余量,那么就很有可能导致嫦娥4号无法安全落月,整个任务前功尽弃。怎么办呢?一位专家提出把每个阶段的预留余量拿出来,可能还差将近10千克燃料,建议从动力下降的燃料中再抠出10千克进行补充,但是动力下降关系到落月的安全,一克都不能抠!总指挥坚决反对这一个方案,同时提出整个轨道控制方案是飞控中心轨道专家组和探测器系统共同设计的,最好是让他们重新设计一个更安全的控制方案。早在任务准备阶段,其轨道专家就反复论证并提出了一种新的联合优化控制系统,保证各个阶段定点定时着陆的控制,还能为嫦娥4号的动力下降提供更多的推进剂节余。因为有事先有这样联合优化控制技术作为基础,当燃料意外泄漏发生之后不到两个小时,轨道专家组就给出了一套初步可行的应急轨道重构方案。经过方案调整,到实施动力下降的时候,嫦娥4号仍有近3千克的推进节余,没有动用一克动力下降燃料。这时,专家组又提出,探测器一共有4个燃料储箱分布在探测器两侧,一侧的燃料出现了泄漏,探测器的重心就会发生偏移,会产生干扰力矩影响落月的安全性。飞控中心又经过研究,最后采用了新的供给方案,修正燃料储箱不均衡的问题,包括轨道目标也重新进行了调整,去解决燃料储箱重心不平衡的问题,并保证动力下降时刻不变。

    航空航天科技的发展就是这样,要制定各类应急控制方案,反复研究、调整最优方案,确保万无一失。

    航天工作者面对未知的风险与挑战,勇于探索,精心准备,开启了探索太空的新纪元,科学工作者的思维方式也激励着年轻的读者不惧孤寂,保持好奇,去探索月球、火星,探索星辰大海。

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