5月8日13時49分，我國新一代載人飛船試驗船返回艙在東風著陸場預定區域成功著陸。鮮為人知的是，它的落點精度再創新高，相比以往神舟飛船提高了一個數量級。中國載人航天工程飛船系統總設計師張柏楠表示，返回艙的落點精度“超出了我們的預期，10.8環”。
為什么能比10環還多0.8環?記者從中國航天科技集團五院了解到，除了導航精準，新飛船上還裝備了一項異于國內外其他方法的獨創技術——全數字全系數自適應預測校正制導。
據該技術主要發明人、五院502所的載人飛船系統副總設計師胡軍介紹，該方法具有智能化特點，相比傳統技術更加靈活，能應對更加復雜的情況，同時控制更平穩、精度也更高。“利用該方法，能夠實時預報返回艙飛到終點時的誤差，根據這個誤差再去調整飛行軌跡，直到飛抵目標點。”胡軍說。
或許有人以為飛船返回艙的落點精度主要取決于降落傘，其實不然。飛船使用的降落傘屬“無控傘”，會隨風漂移。決定落點精度的，其實是“開傘點”，也就是降落傘打開時返回艙所處的空間位置，這正是自適應預測校正制導技術所管轄“路段”的終點。飛船返回前，技術人員會根據氣象部門預測的風速、風向，計算飛船傘降過程中的漂移距離和方向，由此對理論開傘點進行調整，讓飛船的落點盡量準確。而自適應預測校正制導技術，則是在一路風馳電掣和電光火石中，支持制導導航與控制系統“駕駛”飛船飛向最后算出的開傘點。
這個過程難度很大。首先是飛行過程中偏差多、偏差大，包括返回艙的初始位置、速度、姿態偏差，氣動力系數、發動機推力、返回艙質量等動力學和控制偏差，以及大氣密度等環境偏差。
其次是有效控制時間很短。新飛船返回艙的速度從每秒9公里降到每秒150米，高度從120公里降到大約8公里的開傘點，只有350秒時間，而且其過程中動力學復雜。
此外返回艙的構型也決定了其控制能力有限。由于氣動升力大小不能調整，返回過程中只能利用返回艙往不同方向傾斜，來調整氣動升力的指向，以此控制返回艙的縱向航程和橫向航程。
這不是該技術首次亮相。2014年我國嫦娥五號飛行試驗器開展月地返回跳躍式再入試驗時，正是借助該技術的應用，創造了迄今為止國際上飛船外形航天器再入返回的最高開傘點精度。連續成功的工程實踐，驗證了該技術的理論先進性、工程實用性以及不同任務要求下的適應性。
記者了解到，全數字全系數自適應預測校正制導技術，是胡軍團隊三代航天人歷經20余年，將理論研究和工程實踐相結合的成果。該成果在世界上首次打通了預測制導和控制之間的隔閡，大大簡化和降低了預測制導的應用門檻，無論在控制理論的發展還是在提升工程應用水平方面都具有典型意義，是對世界航天控制領域的一大貢獻。
目前502所已對該技術開展了進一步理論分析和多種案例深入研究，結果表明該技術不僅適用于月地返回跳躍式再入、地球軌道直接再入，還可應用于火星進入與火星大氣捕獲、大升力體初始再入、末端能量管理、水平進場著陸等。該所將持續開展有關技術研究，使其應用向智能自主方向深入邁進。(記者 付毅飛)
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