资源描述：
《载人航天着陆场选择与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2006年8月中国空间科学技术67第4期CHINESESPACESCIENCEANDTECHNOLOGY载人航天着陆场选择与分析安振华(北京跟踪与通信技术研究所,北京100094)摘要根据载人航天的任务和特点,结合对着陆场的要求,从工程应用的角度出发,对中国载人航天着陆场进行了选择论证,并进行了综合分析;其正确性和可行性在多次无人飞行试验和两次载人飞行任务中得到实际考核和验证。主题词载人航天着陆场选择分析1引言载人航天与无人航天的最大区别是载人航天工程中航天员完成任务后必须安全返回地面,因此,保证航天员生命安全是航天着陆场设计的首要任务。载人航天着陆场是对返回着陆后的
2、航天员及其乘器(返回舱)实施搜索救援与回收、进行返回轨道末段跟踪测量的系统,是整个载人航天工程中必不可少的重要地面支持系统,是载人飞行试验圆满成功的最后一个重要环节。与载人航天工程的其他大系统相比,中国载人航天着陆场设计是全新的课题;同时,着陆场选择与工程其他技术状态(如轨道倾角、返回方式、着陆方式和返回轨道等)密切相关,并受到这些条件的限制和约束。因此,中国载人航天着陆场的论证和设计工作是与工程相关大系统的研制进行反复叠代设计、充分协调的基础上循序渐进的。随着飞船轨道倾角的变化和返回舱用普通圆伞着陆方式的最后确定,经过多年的论证、计算和多次勘察,最终确定了中国载人航
3、天着陆场。在进行多次无人飞行试验验证的基础上,2003年10月,/神舟05号飞船正常返回、准确着陆于主着陆场,中国首次载人飞行任务圆满成功。2载人航天着陆场的功能根据载人飞行任务的特点,载人航天着陆场承担的主要职能包括:1)跟踪测量返回末段的轨道,接收、记录返回舱和航天员遥测信息,按要求发送遥控指令,计算返回舱着陆点。2)搜索寻找返回舱;协助航天员出舱并转运至指定地点;回收返回舱和有效载荷并转运到指定地点。3)保障着陆场与航天指挥控制中心的通信。4)为着陆场区提供气象保障服务。收稿日期:2005-02-16。收修改稿日期:2005-11-2868中国空间科学技术200
4、6年8月3回收体制的选择与分析[1,2](1)前苏联回收体制分析前苏联在人类航天史上创造了多个新记录,他们走过的道路是曲折的。在载人航天器的回收方面,前苏联国土横跨欧亚大陆,幅员辽阔,飞船返回时,有较长的一段地面航迹在本土上,同时,以往的战略导弹试验的下靶场和卫星的回收区也在内陆,为使载人飞船的回收具有良好的继承性,其回收方式采用了陆上回收,着陆场位于拜科努尔航天发射场东北方向500~1000km的一片草原2上,即东经66b~74b、北纬46b~52b的范围内,总面积约420000km,选择该地区作为着陆场具有独特的优点:1)地势平坦,人烟稀少,自然条件适宜;2)可以
5、综合利用拜科努尔航天发射场测控通信设备进行返回段测控;3)当地纬度与飞船轨道倾角的数值相当,为飞船创造了连续3圈经过回收区的条件,增加了选择返回的机会,使回收工作更加主动、可靠。显然,前苏联在着陆场的选择设计方面遵循了/大着陆区0的原则。[3](2)美国回收体制的分析同样是载人飞船回收,美国的做法截然不同,他们选择了海上回收的方式,从/水星0号飞船到/阿波罗0飞船,着陆场均选择在大西洋和太平洋上。美国密歇根大学曾经对水上着陆和陆上着陆的优缺点进行了专门的分析研究:1)航天器只有很少一部分航迹投影经过美国或美国军事基地附近的海区,若使航天器在陆上着陆,就要采用大升阻比航
6、天器,使其具有较大的偏航能力,离开地面轨迹较大距离,在陆上着陆场着陆;当时对于中、小升阻比的航天器,虽具有一定的偏航能力,但要增加陆上着陆场的数量,相比之下,水上着陆具有更多的再入窗口。2)水上着陆可以减少航天员的工作负荷。水上着陆对着陆点精度的要求比陆上相对较低,飞行器上的导航和计算设备可以相应简化;而陆上着陆飞行器比水上着陆飞行器更加复杂,而且要求航天员在再入阶段进行较多的操作控制,为此,航天员必须进行更多的操作训练。3)如何解决飞船舱口临水(而不是临空气)的难题,这是水上着陆的一个忧虑。美国设计了一种飞船溅落时打开的飞船扶正装置,为水上着陆铺平了道路。4)美国在
7、大西洋和太平洋上以及海外军事基地派驻了强大的海军力量,可直接服务于飞船的海上回收,因此,美国有条件选择海上回收。(3)中国回收体制的选择与确定中国具有辽阔的陆地,地势是西高东低,山地、丘陵和盆地约占全国总面积的62%,高原约占26%,平原约占12%。辽阔坦荡的东北平原和华北平原,人口、房屋和树木密集,不符合选场条件;山地、丘陵和盆地除人口、房屋和树木密集外,其地形地貌大多不满足返回舱安全着陆要求。因此,在中国,选择/大着陆场0是不现实的。进一步分析表明,高原地区一般情况是人口、房屋和树木相对稀少,除山峰陡峻的青藏高原和地形崎岖的云贵高原外,中国与蒙古
