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11月3日11:22分,一枚中國長征4號運載火箭發射升空,用一箭4星的方式將中國高分七號等四顆衛星送入了預定軌道。此次發射我們都關注到了高分七號亞米級光學測繪衛星,而沒有注意到另一項重要的技術測試,這就是基於柵格舵系統的一子級落區控制技術。

高分七號當然是這次發射任務的重中之重,這顆衛星是中國高分專項確定的16個重大專項之一,也是中國第一顆民用亞米級光學傳輸型立體測繪衛星。該衛星可以實現1:10000比例的衛星立體測圖,也就是可以從太空進行立體拍攝。與中國上一代立體測繪衛星相比,該星讓中國衛星立體測繪水平提高了5倍。

柵格舵在很多導彈上也使用

如果我們拿高分七號和高解析度的遙感衛星來對比的話,後者可以拍出解析度1米以下的地面成像平面圖,而高分七號提供的是立體圖。後者如果拍一堵牆的話可以知道有多長和多寬,而前者可以知道牆有多高。同理,高分七號不光知道一個壕溝有多寬、還能知道有深,這就是該衛星擁有的鐳射測高儀等有效載荷的厲害之處。

這次衛星發射另一個厲害之處就在於對火箭一子級落點控制技術的測試,也就是說中國未來的不光可以把衛星送入準確的預定軌道,還可以控制火箭巨大的殘骸落在什麼位置。這有兩個重大的意義,一方面可以避免火箭發射殘骸落地後給人民群眾財產造成嚴重的損失,另一個方面還為中國未來發展可回收重複利用的火箭技術打下了技術基礎。

注意四片橙色的柵格舵

此次負責發箭任務的是長征四號乙火箭,而上海航天的試驗隊員陳雪巍就是負責觀測火箭殘骸落地位置的人。就在火箭發射6-7分鐘之後,位於火箭發射場600公里外的湖北十堰市鄖西縣出現了一個長達27米、直徑3.35米的大傢伙,在引力的作用下這枚火箭一子級最後穩穩的豎直下降,讓現場的觀測員們激動的都快要哭了。

為什麼這麼說,因為如果不採用這個控制落地位置的技術,這場發射就得把1900平方公里範圍內的居民全部進行轉移。這意味著未來中國火箭發射可以成功的控制一子級火箭的落點,不但可以對火箭進行回收重複利用,還可以節省巨大的地面人員疏散費用。

發射時柵格舵會收起來

而實現這個技術的關鍵就是在火箭上裝上了柵格舵,陳雪巍正是此次柵格舵系統的總負責人,你說他能不激動嗎?所謂的柵格舵就是像幾個小小的“蒼蠅拍”一樣的翅膀,這種氣動佈局可以讓氣動控制效率更高,主要用來控制火箭的落體方向。發射時柵格舵不起任何作用,像是四個收起來的翅膀。當火箭的一級和二級進行分離時,一級火箭的柵格舵就會按照設計的程式展開,然後靠火箭上的控制系統對四個舵面進行精準的偏轉調整,讓一級火箭箭體落向指定的區域。

陳雪巍表示,中國目前使用的柵格舵技術可以讓火箭一子級發動機落在5公里的範圍內,而此次發射任務也證明了這一點。5公里的範圍意味著可以把火箭控制在一幾個小山頭範圍,也就是說未來中國再進行火箭發射時再也不用讓人民群眾到處“躲火箭”了。要知道中國現在航天發射任務全世界第一,一些發射場附近的群眾一年要被折騰十幾回是完全有可能的。

中國離擁有重複利用火箭越來越近了

這項技術突破之後,中國重複利用火箭技術也越來越成熟了。當然,重複利用火箭技術對回覆的精度要求更高,要達到幾十米的水平,光靠這個柵格舵技術是不行的。還要在一子級火箭上加上著陸系統,也就是還要火箭提供動力進行精確的控制。目前全世界也就是美國擁有這一成熟的技術,這也讓美國可以拿下世界上絕大多數商業衛星的發射合同。

總之,這次發射給我們帶來的驚喜太多了,高解析度衛星只是其中一項,柵格舵技術的成功將為中國未來火箭回收和殘骸精準回收都打下堅實的基礎技術,未來打破美國對可回收重複利用火箭的壟斷指日可待了。

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