中新網(wǎng)10月16日電 題：返回軌道關(guān)--為飛船鋪就平安路
——中國神舟神箭研制的12大攻關(guān)奇跡之十一
作者：劉思燕
飛船從上天到返回的長(cháng)長(cháng)的一條軌道，實(shí)際分成三個(gè)不同的路徑，分別叫發(fā)射軌道、運行軌道和返回軌道。飛船還在火箭上時(shí)走的軌跡叫發(fā)射軌道；飛船與火箭脫離之后，進(jìn)入的是運行軌道；而當飛船完成太空任務(wù)，返回艙與推進(jìn)艙分離后，返回艙走的就是返回軌道了。用一個(gè)形象點(diǎn)的說(shuō)法，返回軌道設計就好比為飛船的返回鋪就了一條平安大道。這條平安大道可以幫助航天員闖過(guò)道道鬼門(mén)關(guān)。
返回軌道的設計是項復雜而細致的工作。因為飛船是從距地面350公里處開(kāi)始返回的，因而返回軌道的起始高度大約距地面350公里。從載人的需要考慮，飛船的返回航程要比返回式衛星的航程平緩得多。飛船的返回軌道航程大約1萬(wàn)多公里，而返回式衛星的返回航程只有2000多公里；同時(shí)，與返回式衛星的無(wú)控的彈道式返回軌道不同，飛船的返回軌道是有控的。所謂有控，就是在飛船的落點(diǎn)散布方面，有機動(dòng)能力。這些都意味著(zhù)飛船的返回軌道設計從返回式衛星的設計中可借鑒的技術(shù)非常少。
返回軌道精度要高，設計起到關(guān)鍵的作用。返回軌道的精度直接影響到飛船著(zhù)陸時(shí)落點(diǎn)的精度。返回軌道設計時(shí)考慮到的大氣的高度、密度、壓力、濕度等都在標準狀態(tài)下，換句話(huà)說(shuō)，就是這條飛船返回的平安大道是在理想的大氣狀態(tài)下設計的。但實(shí)際上空中的情況千變萬(wàn)化，影響返回軌道精度的還有實(shí)施設備和各個(gè)運做環(huán)節，像控制姿態(tài)、發(fā)動(dòng)機偏差、運行軌道的誤差、總體參數的偏差、甚至安裝誤差等等誤差因素多達20多個(gè)，如果再細分的話(huà)，誤差因素能找到200多項。設計返回軌道的過(guò)程就是在進(jìn)行艱苦的誤差分析。
在載人飛船總體設計室，記者不能相信飛船返回軌道的設計主管竟是一位柔弱的女性。談起設計過(guò)程，她的語(yǔ)氣也是淡淡的。但記者還是從中可以感受到軌道設計時(shí)的艱難和不易。這種感受在隨后的采訪(fǎng)中一直伴隨著(zhù)記者。從神舟一號到神舟五號飛船，飛船返回軌道的技術(shù)方案基本沒(méi)有改變，只是在不斷的實(shí)踐驗證中，設計分析和方法也在不斷改進(jìn)，隨之返回軌道的精度也在不斷提高。返回軌道設計的如何，神舟一號飛船到神舟五號飛船的成功返回，已經(jīng)可以說(shuō)明問(wèn)題了。但是從飛船落點(diǎn)散布范圍的數據似乎更能說(shuō)明問(wèn)題，落點(diǎn)散布設計時(shí)的理論范圍是正負8~正負15公里，也就是飛船的降落范圍就在方圓正負8~正負15公里之內，實(shí)際范圍是正負15~正負30公里。誤差很小。在飛船技術(shù)之前，我國返回式衛星的落點(diǎn)散布范圍是正負110~正負380公里。
飛船的總體設計室成立于1991年12月，人員不少來(lái)自我國返回式衛星研制隊伍。其中返回軌道設計、氣動(dòng)設計人員是這支隊伍中承擔飛船返回技術(shù)總體部分的主要力量。當年，飛船的返回技術(shù)攻關(guān)要求6~8年拿出方案。時(shí)間緊迫，而技術(shù)底子只是返回式衛星的返回技術(shù)。
設計人員在吃透有限的資料的基礎上經(jīng)過(guò)刻苦的攻關(guān)，當8年后的1999年11月21日，神舟一號飛船順利返回時(shí)，設計人員一顆忐忑的心才放了下來(lái)。但是當次年，準備發(fā)射神舟二號飛船時(shí)，遠在南大西洋的遠望號測量船上傳來(lái)不算好的消息，由于神舟飛船返回軌道路經(jīng)此區域的海況差，不利于測量船�？�，船的位置需要調整5~6度。雖然只是幾度的調整，但這幾度在返回軌道上體現的就是上千公里。返回軌道的方案就得重新做，帶來(lái)的就是大量的分析計算。
從神舟三號飛船開(kāi)始增加了航天員應急自主返回功能，要求返回軌道增加設計一條3~6小時(shí)之內就能保證飛船返回的非標準軌道。也就是說(shuō)，在飛船運行段，要求飛船每繞地球運行一周，都要設計有一條返回通道，保證飛船在整個(gè)在軌飛行期間發(fā)生故障時(shí)，航天員都可安全返回。
年輕的設計師在老同志的支持下提出了再入過(guò)程時(shí)過(guò)載可保證、落點(diǎn)散布可控的等再入角方案，但是由于此方案實(shí)施起來(lái)復雜，曾聽(tīng)到了不少反對的意見(jiàn)。但是為了保證飛船的絕對安全，設計人員在飛船兩總系統的支持下頂住了壓力。盡管這項方案目前還沒(méi)有機會(huì )用實(shí)踐驗證，但是設計人員看似繁瑣的設計卻是為了保證飛船的絕對安全。
