中國(guó)航天成功試驗(yàn)減速“神技” 美國(guó)曾想用該技術(shù)登陸火星

中國(guó)航天科技集團(tuán)五院508所正在研究一項(xiàng)“黑科技”。最近，該所開(kāi)展了國(guó)內(nèi)首次新型充氣式再入減速技術(shù)（IRDT）飛行演示驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證了此項(xiàng)技術(shù)的工作原理、工作程序和多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

這次試驗(yàn)的飛行器呈“飛碟”狀，周身被厚厚的氣囊包裹。508所稱，IRDT技術(shù)基于空間充氣展開(kāi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念，集成了再入減速過(guò)程中的熱防護(hù)、氣動(dòng)減速、著陸緩沖、水上漂浮等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)航天器的承載、減速、防熱一體化設(shè)計(jì)，使其不再需要防熱大底、降落傘、緩沖氣囊等附屬設(shè)備。

航天專家龐之浩向科技日?qǐng)?bào)記者介紹，美國(guó)曾開(kāi)展過(guò)類似技術(shù)試驗(yàn)，以期用于未來(lái)載人飛船或大型機(jī)器人登陸火星。但試驗(yàn)并未完全成功。

火星大氣較為稀薄，能為航天器著陸前減速提供的阻力有限。龐之浩介紹， 目前所有的火星著陸器都是采用剛性減速器和“盤—縫—帶”降落傘方案完成減速。

2012年登陸火星的好奇號(hào)火星車是至今最重的火星著陸器，重約0.96噸，幾乎已達(dá)到該方案所能承受重量的極限，而未來(lái)載人火星飛船重量可能超過(guò)20噸， 必須尋求更為有效的減速方案。

為此，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）安排了“低密度超聲速減速器（LDSD） ”技術(shù)驗(yàn)證任務(wù)。該技術(shù)由“超聲速充氣式氣動(dòng)減速器”和巨型超聲速環(huán)帆降落傘組成。其中，減速器部署在碟形著陸器的外緣，受運(yùn)載火箭整流罩尺寸限制， 它原本呈收攏狀態(tài)，但是當(dāng)著陸器以大約3.5倍音速下降時(shí)，它會(huì)迅速充氣，增大阻力面積，將下降速度降至2倍音速左右，達(dá)到降落傘安全展開(kāi)條件。巨型降落傘重100公斤、直徑33米，面積幾乎是好奇號(hào)所用“盤—縫—帶”降落傘的2倍，而且開(kāi)傘沖擊載荷小、穩(wěn)定性更好。它能幫助著陸器減速至亞音速。

LDSD被一些專家譽(yù)為“能夠顛覆規(guī)則的技術(shù)”。美國(guó)佐治亞理工學(xué)院專家布萊恩認(rèn)為，該技術(shù)能使人類將10倍于好奇號(hào)重量的載荷送到火星表面。2014年到2015年，NASA三次開(kāi)展LDSD高空試驗(yàn)，試驗(yàn)減速器理論上可將火星表面軟著陸質(zhì)量提高至2.7噸，但都因降落傘問(wèn)題而失敗。不過(guò)，這些試驗(yàn)仍獲取了大量重要數(shù)據(jù)，總體上證明了LDSD技術(shù)的價(jià)值。龐之浩表示，未來(lái)隨著該技術(shù)的發(fā)展，配合由四五個(gè)降落傘組成的多傘系統(tǒng)，有望使火星表面軟著陸重量提高到15噸。此外 ，該技術(shù)還能減少著陸器氣動(dòng)減速的飛行距離、提高著陸精度，并有望實(shí)現(xiàn)高海拔地區(qū)著陸，增加火星的可探測(cè)區(qū)域。

對(duì)比中美兩國(guó)的相關(guān)技術(shù)，雖然名稱不同，但原理上頗有相似之處。據(jù)508所介紹，IRDT技術(shù)可應(yīng)用于空間站及科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星試驗(yàn)品和貨物的快速下行、返回 。記者此前從航天科工空間工程發(fā)展有限公司獲悉，我國(guó)正在基于空間充氣展開(kāi) 、柔性防熱、復(fù)合材料等技術(shù)，開(kāi)發(fā)具有低成本、高承載比特征的新型空間貨物運(yùn)輸飛行器，為空間貨物下行運(yùn)輸，遠(yuǎn)距離物資投送、回收等任務(wù)提供支撐，計(jì)劃于2019年完成首飛。此外508所表示，該技術(shù)也能為深空探測(cè)器安全著陸提供幫助。