中國航天|全程自主控制 新一代載人飛船更智能化!

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  中國研發中的新一代載人飛船(新飛船)預計2026年前後投入運作,將肩負起載人登月和營運太空站等任務。新飛船除了比現役神舟飛船運載能力更大、能重複使用外,其超強「大腦」還可以智能化地獨立控制飛船,不必依賴地面測控。它的智能化有多厲害?

中國航天|新一代載人飛船自主確定飛行路線

  這裏說的「大腦」,指的是新飛船的GNC系統。GNC是制導、導航和控制(Guidance、Navigation 、 Control)的英文縮寫,它承擔着飛船從起飛到返回全部控制任務,是飛船最核心分系統。

  據內地傳媒報道,新飛船GNC系統智能化程度較神舟有大幅提升,它可以獨立控制飛船飛行,進一步提高自主運行能力、在軌生存能力和應用潛力,並降低維護營運成本。

新一代載人飛船
新一代載人飛船內部空間比神舟飛船大得多,可以搭載6至7名太空人。圖為內地傳媒曝光的新一代載人飛船內部環境。(網上圖片)

  報道稱,當新一代飛船發射入軌後,GNC系統即能自主確定飛行路線並進行導航;它又能實時掌握飛船當前位置和速度,然後根據預先設定的目標及變化參數,進行不斷的計算,同時自主進行軌道控制。

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中國航天|新一代載人飛船能給自己「看病」

   報道引述參與研發的專家說:「簡單來說,『飛船大腦』不僅能知道飛船現在處在甚麼位置,而且還知道將要去哪裏,走哪條路能更快到達目的地。有了這些技能,飛船的GNC系統便可以不依賴地面,獨立控制飛船飛行了。」

  值得注意的還有新飛船具備全自主連續變道能力;若說自主變道是實現自主前往一個目的地,全自主連續變道實現的便是前往一個最終目的地過程裏,再智能地途經了若干個中間點。

新一代載人飛船
新一代載人飛船的返回艙使用群傘減速、氣囊緩衝方式著陸。這是2020年5月新一代載人飛船試驗船返回艙降落的畫面。(網上圖片)

  另外,新飛船還能給自己「看病」,在飛行過程中它能實時監測自己的「健康」,一旦出現問題,便會通過系統智能算法給自己「診斷」,找到病源並臨時或長久予以剔除。

  它還具有「重構功能」,亦即通過飛船各部分功能的優化再組合,以分擔故障部分所承擔的工作,從而確保機體整體功能的正常,這也大幅簡化了地面飛控的支持保障工作。

中國航天|新飛船2026年前後具載人飛行能力

  其實新飛船的研發工作開展得很早。2016年,中國航天當局便利用「長征七號」火箭,發射了「多用途飛船縮比返回艙」,驗證新飛船返回艙的氣動外形等關鍵技術。

  這個「縮比」航天器高約2.3米,重約2.8噸(新一代載人飛船高約8.8米,重逾21噸),在軌道上運行了約20小時後,其返回艙成功在內蒙古東風著陸場著陸。

新一代載人飛船
新一代載人飛船採用兩艙式結構,和美、俄研發中的飛船設計類似。(網上圖片)

  至2020年5月5日,「新一代載人飛船試驗船」由長征五號B運載火箭發射升空,在軌道上運行2天又19小時後,返回艙於5月8日返回地球。

  在太空期間,它在完全自主下進行了7次變軌,從距離地面幾百公里的小橢圓軌道,一路提升到距離地面數千公里的大橢圓軌道,試驗非常成功。

  至於完全版的新飛船甚麼時候能投入使用?有傳媒稱,它預計2026年前後具備載人飛行能力。

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未來的新一代載人飛船將由長征五號系列火箭發射升空。圖為長征五號B火箭。(圖片來源:Getty)

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