本報(bào)記者 張保淑

　　“中國(guó)探月工程將首次實(shí)施再入返回飛行試驗(yàn)，飛行試驗(yàn)器計(jì)劃于24日至26日擇機(jī)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射?！眹?guó)防科技工業(yè)局新聞發(fā)言人10月22日發(fā)布的這段簡(jiǎn)明扼要的信息引起了廣泛關(guān)注，各路記者紛紛匯聚到位于四川大涼山峽谷腹地的發(fā)射場(chǎng)，全景式報(bào)道即將上演的中國(guó)本年度最重要的航天“大戲”。而隨著火箭于24日2時(shí)沖天而起、直上九天，媒體的相關(guān)報(bào)道掀起了一輪高潮，而中國(guó)探月工程就在媒體和萬眾矚目之下踏上了新的征程。

　　1.做試驗(yàn)為嫦娥五號(hào)探路

　　“再入返回飛行試驗(yàn)”是這出航天大戲的關(guān)鍵詞，也是最大看點(diǎn)。對(duì)觀眾來說，品鑒這場(chǎng)演出的精彩程度必須從這個(gè)關(guān)鍵詞和看點(diǎn)著手，而探月工程“三步走”是理解它的必要前提。根據(jù)中國(guó)探月工程總體規(guī)劃，2020年前，中國(guó)月球探測(cè)工程以無人探測(cè)為主，屬探月3階段中的“探”，分“繞”、“落”、“回”3個(gè)步驟實(shí)施，分別實(shí)現(xiàn)繞月探測(cè)、月面軟著陸探測(cè)與月面巡視勘察、采樣返回等目標(biāo)。隨著2013年12月嫦娥三號(hào)任務(wù)圓滿完成，中國(guó)探月工程順利完成了“繞”和“落”任務(wù)，進(jìn)入第三期即“回”。根據(jù)計(jì)劃，2017年前后，我國(guó)將執(zhí)行嫦娥五號(hào)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)無人自動(dòng)采樣返回。要完成該任務(wù)，必須突破和掌握航天器再入返回地球關(guān)鍵技術(shù)。為此，工程決定先期實(shí)施再入返回飛行試驗(yàn)，即發(fā)射一顆飛行試驗(yàn)器，飛行器飛抵月球附近，繞月半圈后自動(dòng)返回，這就是“再入返回飛行試驗(yàn)”。

　　在探月工程三期副總設(shè)計(jì)師郝希凡看來，在嫦娥五號(hào)執(zhí)行任務(wù)之前，先期發(fā)射飛行試驗(yàn)器是非常必要的，他坦言，“再入返回試驗(yàn)基礎(chǔ)是大量的地面設(shè)計(jì)、研究和試驗(yàn)工作，雖然我們也從理論上對(duì)其進(jìn)行修正和補(bǔ)充，但是地面畢竟是模擬條件，并不充分：比如地面要想模擬每秒11公里左右的飛行速度是極難的；模擬高層大氣的真空度和化學(xué)反應(yīng)也是如此。所以，設(shè)計(jì)方案是否正確，需要進(jìn)行一次更為逼真的試驗(yàn)，也就是以月球、地球和浩渺的太空作為大試驗(yàn)場(chǎng)，進(jìn)行一次‘再入返回飛行試驗(yàn)’?！?/p>

　　按部就班、穩(wěn)扎穩(wěn)打，即將開始的“再入返回飛行試驗(yàn)”又一次詮釋了中國(guó)航天人嚴(yán)格遵守科學(xué)規(guī)律，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng)，這也是包括探月工程在內(nèi)的中國(guó)航天取得舉世矚目成就的重要條件之一。

　　2.返回大氣層猶如打水漂

　　從過程來看，“再入返回飛行試驗(yàn)”將會(huì)是一出以天地為舞臺(tái)的“6折子戲”。據(jù)中國(guó)探月工程副總指揮劉繼忠介紹，再入返回飛行試驗(yàn)器發(fā)射升空后將經(jīng)歷星箭分離、地月轉(zhuǎn)移、月球近旁轉(zhuǎn)向、月地轉(zhuǎn)移、返回地球附近、再入返回地球等6大關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，整個(gè)過程將歷時(shí)8天左右。也就是用運(yùn)載火箭把試驗(yàn)飛行器送入太空，試驗(yàn)飛行器飛抵月球附近后自動(dòng)返回，以接近第二宇宙速度進(jìn)入大氣層，經(jīng)跳躍式彈起后，再次進(jìn)入大氣層，計(jì)劃在內(nèi)蒙古某地區(qū)著陸。

　　既然試驗(yàn)的核心是“回”，那么月地轉(zhuǎn)移及接近地球、返回地球這些環(huán)節(jié)當(dāng)然是本次試驗(yàn)的重中之重。郝希凡介紹說，本次試驗(yàn)將采用一種特殊方式返回地球，即“半彈道跳躍式再入”方式，這也是一大亮點(diǎn)。為了形象地說明這種返回方式，他打個(gè)比方說，這有點(diǎn)像在河里打水漂兒，貼著水面使勁兒扔一個(gè)石子，它鉆入水面，又很快鉆出來，之后再鉆進(jìn)去。飛行器返回，第一次進(jìn)入大氣層時(shí)，先躍起，然后經(jīng)過一段時(shí)間飛行，再次進(jìn)入大氣層，之后返回地球。這樣設(shè)計(jì)是為了降能減速，確保飛行器返回順利安全。

　　就試驗(yàn)飛行器將以接近“第二宇宙速度”進(jìn)入大氣層，郝希凡解釋說，第二宇宙速度是每秒11.2公里，而試驗(yàn)飛行器返回進(jìn)入大氣層時(shí)的速度與此接近。這是一個(gè)極大考驗(yàn)，我們要通過此次試驗(yàn)來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，來降低嫦娥五號(hào)將來執(zhí)行任務(wù)時(shí)面臨的風(fēng)險(xiǎn)。

　　3.迎接挑戰(zhàn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破

　　以接近第二宇宙速度、通過半彈道式跳躍這樣的新動(dòng)作返回，這無疑給此次試驗(yàn)任務(wù)帶來了巨大挑戰(zhàn)。而在應(yīng)對(duì)過程中，要實(shí)現(xiàn)一系列技術(shù)突破，在郝希凡看來，其中4大技術(shù)突破最為重要：一是高速的氣動(dòng)力、氣動(dòng)熱技術(shù)；二是高熱量、大熱流的熱防護(hù)技術(shù)；三是高精度、高動(dòng)態(tài)的制導(dǎo)導(dǎo)航控制技術(shù)；四是長(zhǎng)距離、大范圍的再入回收測(cè)控技術(shù)。

　　空前的挑戰(zhàn)也激發(fā)出空前的創(chuàng)造力，我國(guó)航天科研人員歷時(shí)多年重點(diǎn)攻關(guān)，取得了一系列創(chuàng)新成果，比如在高速再入情況下的防熱技術(shù)，再比如提升了大范圍內(nèi)的小目標(biāo)搜索能力等等。

　　據(jù)航天科技集團(tuán)長(zhǎng)三甲系列火箭副總指揮金志強(qiáng)介紹，為了確保此次任務(wù)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，科研人員對(duì)執(zhí)行此次發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征三號(hào)丙改進(jìn)二型運(yùn)載火箭進(jìn)行了改進(jìn)，開展了多項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步提升了其運(yùn)載能力。從目前來看，該火箭把飛行試驗(yàn)器準(zhǔn)確送入地月轉(zhuǎn)移軌道，再入返回飛行試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)首戰(zhàn)告捷，相關(guān)改進(jìn)和創(chuàng)新是成功的、經(jīng)得起考驗(yàn)的。當(dāng)然，重頭戲還在后面，我們要為最具挑戰(zhàn)性的再入返回階段做好充分準(zhǔn)備。

　　“數(shù)”說再入返回飛行試驗(yàn)

　　8天——再入返回飛行試驗(yàn)約為8天，包括6大關(guān)鍵點(diǎn)，即火箭起飛入軌、地月轉(zhuǎn)移軌道、月球的近月轉(zhuǎn)向、月地轉(zhuǎn)移軌道、再入階段、著陸和回收階段。

　　11.2公里/秒——再入返回飛行試驗(yàn)器將以接近第二宇宙速度進(jìn)入大氣層，經(jīng)跳躍式彈起后再次進(jìn)入大氣層，在內(nèi)蒙古中部地區(qū)著陸。這是中國(guó)航天器首次以接近第二宇宙速度返回地球。

　　1/8大小——再入返回飛行試驗(yàn)器由服務(wù)艙和返回器組成。飛行試驗(yàn)器系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師張伍介紹，試驗(yàn)核心的返回器其外形與神舟飛船返回艙類似，但“僅有后者的1/8大小”。

　　減重20%—— 由于本次試驗(yàn)是為嫦娥五號(hào)任務(wù)打基礎(chǔ)，“綜合集成和輕小型化是一大難點(diǎn)”。張伍說，大部分設(shè)備減重了20%，由于返回艙構(gòu)型很小，僅能容許一名操作者進(jìn)到艙內(nèi)裝配。

　　60次——這將是長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭的第60次發(fā)射，也將是長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭自1970年以來的第196次發(fā)射。

　　成功率98.3%——作為中國(guó)單一構(gòu)型發(fā)射次數(shù)最多的火箭，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭的發(fā)射成功率達(dá)到98.3%，有“金牌火箭”之稱。長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭副總指揮金志強(qiáng)說，本次使用的長(zhǎng)征三號(hào)丙改進(jìn)二型火箭的運(yùn)載能力從3.8噸提升至3.9噸。

　　3年——作為“繞、落、回”三步走發(fā)展規(guī)劃的最后一步“回”，探月工程三期已立項(xiàng)3年。中國(guó)國(guó)防科技工業(yè)局最新消息稱，計(jì)劃于2017年前后執(zhí)行嫦娥五號(hào)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)無人自動(dòng)采樣返回，距今也約為3年。

　　(玨曉)

　　探月“繞、落、回”三部曲

　　繞 2004年至2007年研制和發(fā)射我國(guó)首顆月球探測(cè)衛(wèi)星，實(shí)施繞月探測(cè)。主要任務(wù)：研制和發(fā)射月球探測(cè)衛(wèi)星；突破繞月探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)月球地形地幔、部分元素及物質(zhì)成分、月壤特性、地月空間環(huán)境等進(jìn)行全球性、整體性與綜合性的探測(cè)。

　　落 2013年前后進(jìn)行首次月球軟著陸和自動(dòng)巡視勘測(cè)。主要任務(wù)：突破月球軟著陸、月面巡視勘察、深空測(cè)控通訊與遙控操作等關(guān)鍵技術(shù)；研制和發(fā)射月球軟著陸探測(cè)器和巡視探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和巡視探測(cè)，對(duì)著陸區(qū)地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和物質(zhì)成分等進(jìn)行探測(cè)。

　　回 首次月球樣品自動(dòng)取樣返回探測(cè)。 主要任務(wù)：突破采樣返回探測(cè)器小型采樣返回艙、月表鉆巖機(jī)、月表采樣器、機(jī)器人操作臂等技術(shù)，在現(xiàn)場(chǎng)分析取樣的基礎(chǔ)上，采集關(guān)鍵性樣品返回地球，進(jìn)行試驗(yàn)室分析研究。（史德）