实施3圈自主快速返回，中国航天再入技术取得新突破

来源：科技日报

记者：薛英民、罗维玮、付毅飞

11月14日16时40分，神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。神舟二十号航天员陈冬、陈中瑞、王杰身体状态良好。飞船自11时14分与空间站组合体分离到落地，耗时不到5.5小时，相较此前返回任务节省了3个多小时。

记者从中国航天科技集团五院了解到，在这次任务中，神舟飞船首次实施3圈自主快速返回，标志着我国载人飞船再入返回技术取得新突破、系统可靠性达到新高度。

再入返回是航天器在完成太空任务后，脱离轨道进入地球大气层，最终安全降落到目标区域的过程。该过程中如何控制飞船？相比此前返回任务，本次由5圈改为3圈关键点在哪？实施3圈自主快速返回有什么意义？中国航天科技集团专家进行了介绍。

第一问：飞船再入返回需要如何控制？

我国神舟系列飞船均由中国航天科技集团五院抓总研制。其中，由五院502所研制的制导导航与控制系统（GNC系统），如同飞船的“智能驾驶员”，是体现再入返回技术水平高低的核心载体，负责飞船从发射后脱离火箭到返回舱返回地球全过程的飞行控制，在典型的交会对接、再入返回任务中发挥着决定性作用。

飞船的再入返回控制主要体现在两个方面：一是离轨控制，即通过制动减速使飞船脱离地球轨道，启动返回程序；二是再入段控制，主要是大气层内的升力控制。

中国载人航天工程启动以来，再入返回技术发展了两代。神舟一号到神舟十一号采用标准弹道自适应制导方法，从神舟十二号开始采用自适应预测制导方法。代际划分的主要依据是再入段控制的核心内容，而在离轨控制方面，两代技术均由地面计算。

第二问：由5圈改为3圈，关键点在哪？

为提升神舟载人飞船返回段的任务效率和应急能力，五院研制队伍在此前5圈快速返回的基础上，根据工程实践经验，科学优化返回策略和措施，设计形成了3圈自主快速返回方案。

由5圈改为3圈，最大改变是离轨控制制动参数由地面计算改为船上计算机自主更新计算。为了确保自主计算的正确性，502所及飞船系统先后开展多轮复核复算，包括方案正确性复查、飞行程序合理性复查、算法正确性复查、自主计算结果正确性有效性确认、对调整后故障预案的复查等，确保飞船能够高精度返回地球。

11月14日，载着神舟二十号航天员乘组的神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。新华社发（汪江波 摄）

第三问：实施3圈自主快速返回有什么意义？

实施3圈自主快速返回，能够有力提升神舟载人飞船自主飞行段、组合体运行段应对重大故障的能力。

相较于5圈返回方案，神舟二十一号飞船从离开空间站到返回地球的时间缩短了3个多小时，体现了我国再入返回技术的稳定性可靠性。

从神舟一号的标准弹道自适应制导，到神舟十二号的自适应预测制导，再到神舟二十一号的3圈快速返回，中国航天人用30多年走出了一条独具特色的再入返回技术发展道路。