2月11日上午11点,中国在文昌发射场进行了一次特别的飞行测试,这次测试没有把飞船送入轨道,也没有发射卫星,而是让梦舟载人飞船和长征十号火箭一起模拟了最危险的起飞阶段——最大动压时刻,这个阶段空气阻力达到全程最高点,火箭像被一只大手紧紧推着向前,稍不注意就可能解体。
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梦舟飞船飞到10公里高,速度接近音速时,突然启动逃逸系统,这不是真的出了事,但动作必须像真的一样快,逃逸发动机要在强风里准时点火,姿态控制系统得在几毫秒内稳住飞船方向,分离机构还要在乱流中利索地甩开火箭,这些动作以前在地面试验过,但从没在真实气流里一起做过。
长征十号这次飞得不远,飞到大约100公里的高度就调头返回,它没有安装着陆腿,而是配备了栅格舵和回收钩,最后悬停在海面上方,缓缓降落到预定海域,旁边的“领航者号”船早已等候多时来接应它,这次任务的关键不在于能否回收成功,而在于验证火箭是否能精确控制推力方向、准确计算再入角度并执行回收指令——这些细节决定了未来是否能够频繁进行发射。
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有人可能认为逃逸和回收很简单,其实不然,去年梦舟做的零高度逃逸是在静止状态下直接启动,这次却是在高速动态环境中进行,就像人快跑时突然摔倒还得自己翻滚稳住,而长征十号的回收也不是为了节省成本,是为了后续登月任务做准备,按照计划,未来要分两次发射,一次把着陆器送到月球表面,一次把飞船送入环月轨道对接,如果火箭不能快速重复使用,整个任务周期就会拉长,资源也会跟不上。
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这次两个系统一起飞行,暴露出一个重要问题,就是飞船在逃逸的时候,火箭还在运动,两者之间会产生相互干扰,比如逃逸发动机喷出的气流可能会撞到火箭尾部,火箭姿态的微小调整也会影响飞船分离的路径,这些情况只有通过实际飞行才能测试出来,中国没有像阿波罗计划那样进行二十多次无人试飞,而是依靠高精度的联合试验来缩短周期,这样做效率更高,但风险也更集中。
技术路线各有考量,SpaceX采用着陆腿垂直降落,适合美国西部内陆发射场,中国选择网系捕获,是因为沿海发射后火箭残骸自然落海,回收船直接打捞就行,省去了建陆上着陆场的费用和时间,另外长征十号没有使用氢氧三级结构,而是用液氧煤油加并联发动机,推力不是最大但更可靠,更适合现阶段批量生产与维护。
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海上回收区距离发射塔有365公里,通过飞行数据推算,逃逸高度就在10到20公里之间,这说明地面模拟的风场模型基本可靠,以后载人任务可以更准确地预测实际气流情况,梦舟Y型飞船将来要在月球轨道和揽月着陆器对接,精度要求比近地任务高得多,这次的数据会直接用于算法训练。
目前还没公布下一次测试的时间,只说会继续提高飞行高度,增加更多复杂的运行情况,比如可能让逃逸过程发生在更高空域,或者同时模拟发动机出现故障的情况,这些步骤看起来像是重复操作,其实每一步都在扩展系统的安全边界——载人航天任务不怕出现问题,真正重要的是在问题发生之前就已经准备好应对方案。
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