中国航天|全程自主控制 新一代载人飞船更智能化!

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  中国研发中的新一代载人飞船(新飞船)预计2026年前后投入运作,将肩负起载人登月和营运太空站等任务。新飞船除了比现役神舟飞船运载能力更大、能重复使用外,其超强“大脑”还可以智能化地独立控制飞船,不必依赖地面测控。它的智能化有多厉害?

中国航天|新一代载人飞船自主确定飞行路线

  这里说的“大脑”,指的是新飞船的GNC系统。GNC是制导、导航和控制(Guidance、Navigation 、 Control)的英文缩写,它承担着飞船从起飞到返回全部控制任务,是飞船最核心分系统。

  据内地传媒报道,新飞船GNC系统智能化程度较神舟有大幅提升,它可以独立控制飞船飞行,进一步提高自主运行能力、在轨生存能力和应用潜力,并降低维护营运成本。

新一代载人飞船
新一代载人飞船内部空间比神舟飞船大得多,可以搭载6至7名太空人。图为内地传媒曝光的新一代载人飞船内部环境。(网上图片)

  报道称,当新一代飞船发射入轨后,GNC系统即能自主确定飞行路线并进行导航;它又能实时掌握飞船当前位置和速度,然后根据预先设置的目标及变化参数,进行不断的计算,同时自主进行轨道控制。

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中国航天|新一代载人飞船能给自己“看病”

   报道引述参与研发的专家说:“简单来说,‘飞船大脑’不仅能知道飞船现在处在什么位置,而且还知道将要去哪里,走哪条路能更快到达目的地。有了这些技能,飞船的GNC系统便可以不依赖地面,独立控制飞船飞行了。”

  值得注意的还有新飞船具备全自主连续变道能力;若说自主变道是实现自主前往一个目的地,全自主连续变道实现的便是前往一个最终目的地过程里,再智能地途经了若干个中间点。

新一代载人飞船
新一代载人飞船的返回舱使用群伞减速、气囊缓冲方式著陆。这是2020年5月新一代载人飞船试验船返回舱降落的画面。(网上图片)

  另外,新飞船还能给自己“看病”,在飞行过程中它能实时监测自己的“健康”,一旦出现问题,便会通过系统智能算法给自己“诊断”,找到病源并临时或长久予以剔除。

  它还具有“重构功能”,亦即通过飞船各部分功能的优化再组合,以分担故障部分所承担的工作,从而确保机体整体功能的正常,这也大幅简化了地面飞控的支持保障工作。

中国航天|新飞船2026年前后具载人飞行能力

  其实新飞船的研发工作开展得很早。2016年,中国航天当局便利用“长征七号”火箭,发射了“多用途飞船缩比返回舱”,验证新飞船返回舱的气动外形等关键技术。

  这个“缩比”航天器高约2.3米,重约2.8吨(新一代载人飞船高约8.8米,重逾21吨),在轨道上运行了约20小时后,其返回舱成功在内蒙古东风著陆场著陆。

新一代载人飞船
新一代载人飞船采用两舱式结构,和美、俄研发中的飞船设计类似。(网上图片)

  至2020年5月5日,“新一代载人飞船试验船”由长征五号B运载火箭发射升空,在轨道上运行2天又19小时后,返回舱于5月8日返回地球。

  在太空期间,它在完全自主下进行了7次变轨,从距离地面几百公里的小椭圆轨道,一路提升到距离地面数千公里的大椭圆轨道,试验非常成功。

  至于完全版的新飞船什么时候能投入使用?有传媒称,它预计2026年前后具备载人飞行能力。

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未来的新一代载人飞船将由长征五号系列火箭发射升空。图为长征五号B火箭。(图片来源:Getty)

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