我國(guó)載人航天工程迎來重要進(jìn)展，長(zhǎng)征十號(hào)運(yùn)載火箭系統(tǒng)低空演示驗(yàn)證與夢(mèng)舟載人飛船系統(tǒng)最大動(dòng)壓逃逸飛行試驗(yàn)在文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功實(shí)施。此次試驗(yàn)是繼長(zhǎng)征十號(hào)運(yùn)載火箭系留點(diǎn)火、夢(mèng)舟載人飛船零高度逃逸飛行、攬?jiān)轮懫髦懫痫w綜合驗(yàn)證等試驗(yàn)后，又一關(guān)鍵研制性飛行試驗(yàn)，標(biāo)志著我國(guó)載人月球探測(cè)工程研制工作取得重要階段性成果。

此次試驗(yàn)亮點(diǎn)紛呈，涉及新型號(hào)火箭、新型號(hào)飛船、新發(fā)射工位以及火箭與飛船海上回收新任務(wù)等。參與試驗(yàn)的火箭和飛船均處于初樣狀態(tài)，火箭采用芯一級(jí)單級(jí)構(gòu)型，此前已完成兩次系留點(diǎn)火試驗(yàn)；飛船返回艙也進(jìn)行了零高度逃逸飛行試驗(yàn)。為確保試驗(yàn)順利進(jìn)行，相關(guān)參試產(chǎn)品按可重復(fù)使用要求完成適應(yīng)性改造，文昌航天發(fā)射場(chǎng)采用邊建設(shè)邊使用策略克服困難，著陸場(chǎng)系統(tǒng)針對(duì)飛船返回艙首次海上濺落回收技術(shù)難點(diǎn)開展針對(duì)性訓(xùn)練和演練。

試驗(yàn)當(dāng)日，地面試驗(yàn)指揮中心下達(dá)點(diǎn)火指令后，火箭點(diǎn)火升空。到達(dá)飛船最大動(dòng)壓逃逸條件時(shí)，飛船接收火箭發(fā)出的逃逸指令并成功分離逃逸。隨后，火箭一級(jí)箭體和飛船返回艙按程序受控濺落于預(yù)定海域，海上搜救分隊(duì)于12時(shí)20分完成返回艙搜索回收任務(wù)。此次試驗(yàn)創(chuàng)造了多個(gè)“首次”：長(zhǎng)征十號(hào)運(yùn)載火箭首次在初樣狀態(tài)下點(diǎn)火飛行；首次開展飛船最大動(dòng)壓逃逸試驗(yàn)；首次實(shí)現(xiàn)載人飛船返回艙和火箭一級(jí)箭體海上濺落；文昌航天發(fā)射場(chǎng)新建發(fā)射工位首次執(zhí)行點(diǎn)火飛行試驗(yàn)任務(wù)。試驗(yàn)成功驗(yàn)證了火箭一級(jí)上升段與回收段飛行、飛船最大動(dòng)壓逃逸與回收的功能性能，以及工程各系統(tǒng)相關(guān)接口的匹配性。

長(zhǎng)征十號(hào)運(yùn)載火箭是我國(guó)為載人登月任務(wù)研制的新一代運(yùn)載火箭，采用三級(jí)半構(gòu)型，最大高度約90米，起飛推力約2700噸，是目前國(guó)內(nèi)最大且唯一能將載人飛船和著陸器送至奔月軌道的運(yùn)載火箭。本次試驗(yàn)針對(duì)其芯一級(jí)開展低空飛行演示驗(yàn)證，盡管名為“低空飛行試驗(yàn)”，但技術(shù)難度和飛行高度遠(yuǎn)超字面含義。火箭芯一級(jí)最大飛行高度突破卡門線（100公里），達(dá)到105公里，進(jìn)入近太空環(huán)境，面臨更復(fù)雜的氣動(dòng)和熱環(huán)境考驗(yàn)。

中國(guó)航天科技集團(tuán)技術(shù)專家朱平平介紹，此次任務(wù)飛行剖面是中國(guó)航天史上最復(fù)雜的之一。火箭芯一級(jí)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)“上升段最大動(dòng)壓逃逸”與“返回剖面”結(jié)合飛行，這種“上升—返回”一體化驗(yàn)證是對(duì)火箭系統(tǒng)全局控制能力的極限測(cè)試，國(guó)際航天領(lǐng)域尚無先例。國(guó)際上，火箭完成最大動(dòng)壓逃逸分離后通常不再繼續(xù)飛行，而此次任務(wù)中，火箭芯一級(jí)在將飛船送到最大動(dòng)壓點(diǎn)后仍需繼續(xù)飛行并完成返回任務(wù)，所遭遇的最大熱流和動(dòng)壓均為國(guó)內(nèi)目前最高水平，對(duì)火箭結(jié)構(gòu)、熱防護(hù)系統(tǒng)及姿態(tài)控制提出嚴(yán)苛要求。

為應(yīng)對(duì)復(fù)雜飛行剖面，火箭研制團(tuán)隊(duì)突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。為火箭配備“智慧大腦”，可實(shí)時(shí)評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備在起飛段的健康狀態(tài)；火箭芯一級(jí)在上升段通過發(fā)動(dòng)機(jī)推力精確調(diào)節(jié)，滿足飛船最大動(dòng)壓試驗(yàn)條件。火箭芯一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)還進(jìn)行高空二次啟動(dòng)與懸停點(diǎn)火試驗(yàn)，返回段需完成兩次發(fā)動(dòng)機(jī)再啟動(dòng)，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性、燃料管理及點(diǎn)火時(shí)序控制提出極高要求。在著陸階段，火箭芯一級(jí)在距離海平面約3公里高度再次點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行最后著陸前的精確位置和姿態(tài)調(diào)整，最終在距離海平面約5米高度懸停后濺落于海面。針對(duì)返回試驗(yàn)中面臨的國(guó)內(nèi)最大熱流和動(dòng)壓挑戰(zhàn)，研制團(tuán)隊(duì)優(yōu)化箭體熱防護(hù)材料及結(jié)構(gòu)布局，確保返回段箭體在高溫、高壓環(huán)境下的穩(wěn)定性，并為后續(xù)重復(fù)使用積累數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。此次任務(wù)中，火箭芯一級(jí)還開展“網(wǎng)系回收模式”試驗(yàn)，通過箭船信息交互驅(qū)動(dòng)回收平臺(tái)模擬捕合動(dòng)作，評(píng)估火箭與回收系統(tǒng)的匹配度。

夢(mèng)舟飛船在此次試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)“極限逃逸”。試驗(yàn)當(dāng)日，夢(mèng)舟飛船隨長(zhǎng)征十號(hào)火箭芯一級(jí)點(diǎn)火升空后，火箭上升至距離海平面約11公里高度時(shí)達(dá)到最大動(dòng)壓工況，并向飛船發(fā)出逃逸信號(hào)。飛船逃逸系統(tǒng)迅速響應(yīng)，依次完成服務(wù)艙和返回艙分離、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、姿態(tài)調(diào)整、逃逸塔和返回艙分離等關(guān)鍵動(dòng)作，返回艙下降到8公里高度時(shí)降落傘順利展開，最終安全著陸于預(yù)定海域，我國(guó)首次最大動(dòng)壓逃逸飛行試驗(yàn)取得圓滿成功。

中國(guó)航天科技集團(tuán)技術(shù)專家鄧凱文介紹，火箭發(fā)射上升過程中，“最大動(dòng)壓點(diǎn)”是承受氣流壓力最大的時(shí)刻，此時(shí)飛船面臨超音速氣流擾動(dòng)、姿態(tài)失控等多重風(fēng)險(xiǎn)，且逃逸決策與執(zhí)行時(shí)間窗口短，對(duì)逃逸系統(tǒng)響應(yīng)速度和可靠性提出考驗(yàn)。此次試驗(yàn)作為夢(mèng)舟飛船與長(zhǎng)征十號(hào)運(yùn)載火箭的首次聯(lián)合飛行，工況復(fù)雜，難度大、狀態(tài)新、風(fēng)險(xiǎn)高，面臨飛船艙段安全分離、上升段全程逃逸、高動(dòng)壓條件下的逃逸飛行控制等技術(shù)難點(diǎn)，對(duì)可靠性要求極高。

艙段安全分離是首要難題。與正式飛行任務(wù)火箭先關(guān)機(jī)、飛船后逃逸不同，此次試驗(yàn)中飛船逃逸飛行器需在火箭不關(guān)機(jī)、初始高動(dòng)壓、大角速度等條件下快速完成服務(wù)艙和返回艙分離，對(duì)分離可靠性、安全性要求極高。研制團(tuán)隊(duì)通過深入分析識(shí)別逃逸內(nèi)外擾動(dòng)特性，完成十萬(wàn)級(jí)打靶仿真與多輪風(fēng)洞試驗(yàn)，確保分離控制系統(tǒng)安全可靠。上升段全程逃逸是另一難題，試驗(yàn)要求飛船對(duì)全程逃逸救生程序進(jìn)行實(shí)飛驗(yàn)證，具備發(fā)射上升段任意時(shí)刻實(shí)施逃逸的能力。研制團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)覆蓋低空、中空、高空的全場(chǎng)景逃逸模式，并通過多輪彈道打靶仿真適配各類飛行偏差，實(shí)現(xiàn)發(fā)射上升段全程逃逸救生。針對(duì)高動(dòng)壓逃逸飛行控制難題，研制團(tuán)隊(duì)采用大推力固體姿控發(fā)動(dòng)機(jī)與返回艙發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合控制方案，制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制分系統(tǒng)突破逃逸彈道指向制導(dǎo)、復(fù)雜動(dòng)力學(xué)特征飛行器穩(wěn)定控制等關(guān)鍵技術(shù)，回收著陸分系統(tǒng)進(jìn)一步驗(yàn)證群傘系統(tǒng)等關(guān)鍵產(chǎn)品的可靠性。

此前，我國(guó)曾于1998年成功實(shí)施神舟飛船首次零高度逃逸飛行試驗(yàn)，為載人航天積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，但在最大動(dòng)壓這一極端工況的逃逸驗(yàn)證領(lǐng)域長(zhǎng)期存在技術(shù)空白。此次試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)多個(gè)“首次”，包括首次組織實(shí)施飛船系統(tǒng)上升段全流程逃逸飛行試驗(yàn)、首次完成逃逸后落海及海上回收試驗(yàn)、首次在文昌發(fā)射場(chǎng)開展夢(mèng)舟飛船全流程總裝測(cè)試。這些突破填補(bǔ)我國(guó)在載人飛船高動(dòng)壓逃逸驗(yàn)證的技術(shù)空白，為載人月球探測(cè)工程筑牢關(guān)鍵技術(shù)根基。