선저우 12호는 다양한 측정 및 제어 기술을 사용해 처음으로 복귀할 예정입니다.

선저우 12호는 다중 측정 및 제어 기술을 적용해 처음으로 복귀할 예정이다.

선저우 12호는 다중 측정 및 제어 기술을 적용해 처음으로 복귀할 예정이다. 9월 17일 지구, 이번에는 '선저우 12호'의 우주비행사들이 돌아와 주취안 위성발사센터 둥펑 착륙장에 착륙할 예정이다. 우주비행사와 중국항공우주가 직면하게 될 것은 선저우 12호 임무의 마지막 도전이다. 선저우 12호는 1호로 복귀하기 위해 최초로 다양한 측정 및 제어 기술을 적용하게 된다.

선저우 12호 귀환 임무는 처음이다. 중국 우주비행사 귀환을 위해 베이징항공우주비행통제센터는 중국 우주정거장에서 지구로 귀환한 뒤 우주선 귀환 방식, 측정 및 제어 네트워크 등 다수의 검증된 새로운 측정 및 제어 방식을 처음으로 활용했다. 세 명의 우주 비행사가 집으로 가는 길을 더욱 원활하고 안전하게 돌아갈 수 있도록 하기 위한 것입니다.

'타이밍 및 고정점' 복귀 방식이 '동적 적응'으로 변경됐다.

과거 선저우 우주선은 '명목 탄도' 복귀 방식을 사용했다. 이 방법에서는 발사 전 조준점을 결정하는 데 복귀 시간을 미리 예약해야 합니다. 이러한 "타이밍 및 고정점" 귀환 방법은 더 이상 잦은 왕복 여행과 긴급 귀환을 요구하는 우주 정거장 시대의 우주비행사의 요구를 충족할 수 없습니다. 이를 위해 '선저우 12' 복귀 임무에서 처음으로 '동적 적응' 복귀 방식이 채택됐다. 지상에서 표준화된 복귀 과정이 시작된 후, 정확한 복귀 제어를 위해 실시간 탄도 예측을 기반으로 동적 조정이 이루어집니다.

베이징 항공우주 비행통제센터 선저우 12호 임무 부책임 엔지니어 후궈린(Hu Guolin): 주요 의미는 미래에 우주비행사들이 궤도에 머물게 될 것이라는 점입니다. 위성의 위성 지점 궤도가 착륙 지점으로의 복귀 조건을 충족하는 한 언제든지 돌아올 수 있습니다. 이전에 설정된 조준점과 달리 일정한 간격으로 고정된 지점으로 복귀해야 합니다. 이제 우리는 우주 비행사가 임무를 완수하고 귀환 조건을 충족하는 한 언제든지 귀국하는 것을 환영합니다.

3개의 Skylink 중계 위성이 Shenzhou 12호 귀환을 수행할 예정입니다.

현재 궤도에서 작동 중인 4개의 Skylink 중계 위성 중 3개가 중국 우주 정거장에서 사용되고 있습니다. 이번에는 "Shenzhou Twelve"가 돌아왔고 Tianlian-1 03/04 별과 Tianlian-2 01 별이 비교적 완전한 우주 기반 측정 및 제어 네트워크를 형성했습니다.

베이징 항공우주 비행통제센터 선저우 12호 임무 부기술자 후궈린: 우리의 전체 복귀 프로세스는 1차 자세 조정, 궤도 복귀 분리, 2차 자세로 구성됩니다. 조정, 복귀 제동까지 ​​스러스터와 복귀기의 분리까지 전 과정을 공간 기반 측정 및 제어로 지원합니다.

스릴 넘치는 '블랙 배리어' 무대로 안전성과 조종성을 높인다.

현재 우리나라에서 사용되는 우주선 귀환 기술은 주로 탄도형과 리프트형이 있다. 과거 선저우 우주선은 일반적으로 귀환 시 공칭 탄도 양력을 사용했습니다. 이번에는 동적 적응과 공간 기반 측정 및 제어를 기반으로 선저우 12호 우주선은 귀환 중 양력을 귀환 방법으로 사용하고 예측 유도를 제어 방식으로 사용했습니다. 특히 이전 귀환 임무에서 대기권을 횡단하는 가장 스릴 넘치는 "블랙 배리어" 단계를 독립적으로 조정함으로써 안전성과 조종성이 크게 향상되었습니다.

Sun Jun, 베이징 항공우주 비행 통제 센터 부국장: 예측 유도라는 제어 방식이 사용되는 것은 이번이 처음입니다. 이는 복귀 제어의 혁신이라고 할 수 있습니다. 이는 우주선이 블랙 배리어로 돌아올 때 우주 환경이 우주선에 미치는 영향을 식별하고 실제로 새로운 리프트 제어 전략을 수립할 수 있는 새로운 적응 방식을 채택합니다. 시간. 예측 유도 체계를 통해 하나는 인원 착륙의 정확성을 보장하는 것이고, 다른 하나는 전반적인 안전을 보장하는 것이라고 해야 합니다. 이는 당사의 반품 관리 분야에서 중대한 기술적 혁신이라고 할 수 있습니다.

선저우 12호 우주선은 왜 둥펑 착륙지를 선택했을까?

이번 '선저우 12호' 우주비행사들은 귀국해 주취안 위성발사센터 둥펑 착륙장에 착륙한다. 선저우 12호 우주선이 둥펑 착륙 지점을 선택한 이유는 무엇입니까? 이 변경 사항에 대한 고려 사항은 무엇입니까? 메인 스테이션의 한 기자가 유인 우주 프로젝트 착륙 지점 시스템의 수석 설계자 Bian Hancheng을 인터뷰했습니다.

유인 우주 프로젝트 착륙 지점 시스템 부설계자 Bian Hancheng: 우리나라 유인 우주 프로젝트가 시작되었을 때 우리는 선저우 우주선이라는 우주선 하나만 개발했습니다.

선저우 우주선의 독립 비행 시간은 단 7일에 불과합니다. 이 경우 우리는 두 개의 주 착륙 지점과 백업 착륙 지점을 설정했습니다. 유인 우주 정거장 단계의 경우 우주선은 대부분의 시간을 우주 정거장에 도킹된 상태로 보냅니다. 착륙 지점의 날씨가 좋지 않으면 우주선이 나중에 돌아오도록 할 수 있으며 두 개의 기본 착륙 지점과 백업 착륙 지점을 설정할 필요가 없습니다. 따라서 유인 우주 정거장 단계 우주선의 귀환 착륙장으로 Dongfeng 착륙장을 선택한 것은 무엇보다도 엔지니어링 개발의 자연스러운 결과입니다.

우주정거장의 장기적인 운영을 위해서는 정기적인 수색 및 구조 병력이 필요하다

둥펑 착륙장은 중국 중부와 남부 지역에 위치해 있다. 내몽골 알렉사 리그의 에지나 배너(Ejina Banner) 이곳의 겨울은 건조하고 춥습니다. 여름은 덥고 비가 적고 바람이 많이 불며, 복귀 기회가 많고 측정 및 제어 장비를 충분히 활용하는 등 유리한 조건이 많습니다. 또한 우주정거장은 10년간 궤도에서 운용될 계획으로 정기적인 비상대기 수색구조 인력이 필요하다.

유인 우주 엔지니어링 착륙 지점 시스템의 수석 설계자 Bian Hancheng: Jiuquan 위성 발사 센터의 인적 자원과 수많은 측정 및 제어, 통신, 기상학, 의료, 교통, 각종 물류 지원 시설. 제한된 규모의 전문적인 수색구조대만 구성하면 강력한 수색구조 능력을 갖추게 됩니다. 시스템 구축 측면에서 보면 재정 투자가 상대적으로 적고 유지 관리 효과가 상대적으로 양호하며 언제든지 강력한 수색 및 구조 능력을 형성할 수 있습니다.

'선저우 12호'의 귀환은 둥펑 착륙장의 수색구조 능력을 시험할 것이다

둥펑 착륙장의 지형이 다양해 수색구조 난이도가 기존보다 높다. Siziwang 배너 착륙장. Shenzhou-12 우주선의 귀환 캡슐이 이곳에 착륙하면 처음으로 Dongfeng 착륙장의 수색 및 구조 능력이 테스트될 것입니다.

유인 우주 공학 착륙장 시스템의 수석 설계자 Bian Hancheng: 우리는 여러 차례의 조사를 거쳐 직면할 수 있는 300개 이상의 가능한 상황을 분류했습니다. 그런 다음 이러한 300개 이상의 상황을 추가로 분석하고 분류했으며 6개 범주의 30개 이상의 주요 이상 상황을 분류했습니다.

4차례의 시스템 전반에 걸친 종합적인 수색, 구조 및 복구 훈련이 조직되었습니다.

현재 Dongfeng 착륙장은 4개의 시스템 전반에 걸친 종합적인 수색, 구조 및 복구 훈련을 조직했으며, 사막, 고비스, 산악 등 복잡한 지형 환경에서 수색, 작전 배치, 야생 생존 및 기타 주제에 대한 훈련을 착륙 지점 주변에서 여러 차례 조직했습니다.

유인 우주 엔지니어링 착륙 지점 시스템 부설계자 Bian Hancheng: 우리는 추적 측정, 3차원 연속성, 착륙 지점 예측, 빠르고 정확한 시스템을 제안했습니다. , 수색 및 구조, 기내 착륙 수색 및 복구 임무의 의도된 목표입니다. 중국의 유인 우주선이 중국의 주취안 위성 발사 센터에서 발사되어 마침내 중국의 주취안 위성 발사 센터로 돌아왔습니다. 이것이 우리의 영광이므로 우리는 중국 우주비행사가 우주로 들어갈 수 있는 가장 안정적이고 안전하며 가장 따뜻한 공간을 구축해야 합니다. 선저우 12호는 처음으로 여러 측정 및 제어 기술을 적용해 2호로 복귀할 예정이다.

우주비행사들이 '천하 5성급 호텔'에 90일 동안 머물렀던 2021년 9월 16일 8시 56분 , 선저우(Shenzhou) 12호 유인 우주선은 우주정거장 텐허(Tianhe) 핵심 모듈에서 성공적으로 분리되어 9월 17일 지구로 귀환했다. 우주비행사와 중국항공우주국은 선저우 12호 임무의 마지막 도전에 직면하게 된다. 5레벨, 6명의 장군을 죽여라"

1레벨 : 분리레벨

우리 우주선이 이전에 착륙한 곳이 내몽고의 4왕기였다는 것을 눈치채셨을 것입니다. 지형 여기는 평평하고 인구가 적으며 모든 조건이 충족됩니다. 또한 우주선의 귀환 장소로 사용되었기 때문에 여기에는 많은 임무 검사를 거쳐 완전한 매핑, 검색 및 대응 메커니즘이 구축되었습니다. 이곳이 우주선이 착륙하기에 가장 적합한 장소라는 것은 의심할 여지가 없습니다. 그러나 이번에 선저우 12호 우주선의 착륙 장소가 처음으로 주취안(Jiuquan)의 둥펑 착륙장(Dongfeng Landing Field)으로 변경되었습니다. 분리 장벽.

선저우 11호는 쓰왕치에 착륙했습니다

이전 우주선은 모두 매우 계획된 방식으로 비행했으며 귀환 위치는 고정된 궤도 고도에 있었지만 이번에는. 선저우 12호는 90일 동안 우주정거장과 함께 운용됐기 때문에 이 과정에서 우주정거장의 궤도 고도는 얇은 대기의 저항으로 인해 끊임없이 변했다. 또한 이 때문에 선저우 2호는 발사 전에는 구체적인 예측을 할 수 없었다. 따라서 선저우 12호 우주선의 궤도 위치와 고도가 지구에서 이탈하여 지구로 복귀할 수 없으며, 선저우 12호가 고정된 위치에서 복귀할 수 있도록 궤도를 변경하는 데 우주 정거장의 귀중한 연료를 소모하는 것은 불가능합니다. 이번 귀환은 첫 번째 단계부터 이전과 동일하며, 누구도 미리 예측할 수 없는 위치에서 이탈해 지구로 귀환한다는 점에서 미션이 다르다.

우주정거장에서 이탈

또한 이탈 위치가 불확실하기 때문에 착륙 위치를 특별히 정확하게 계산할 수는 없습니다. 동풍 착륙장이 활성화되면 이곳의 무인 지역이 충분히 크고 우주선 착륙에 대한 정확도 요구 사항이 낮아질 수 있기 때문입니다. 물론 착륙 장소가 변경되었기 때문에 이곳의 사막, 인근 및 산악 지형이 더 복잡해졌습니다. 우주선 착륙과 후방 수색 및 구조에도 적합합니다.

광대한 둥펑 착륙장(산이 있다는 점 참고)

2단계: 감속 수준

아직도 기억하시나요? 우리가 유치원 중학교 때 인공지구위성과 뉴턴의 대포의 관계 강의에서 선생님께서 인공위성이 왜 무너지지 않고 지구를 둘러쌀 수 있는지 말씀해 주셨어요. 마치 밧줄을 잡고 돌을 묶어 회전시키듯, 돌을 원을 그리며 돌게 하면 떨어지지 않고, 일단 속도가 느려지면, 지구 주위를 매우 빠른 속도로 돌고 있기 때문이다. 돌은 천천히 떨어질 것이므로 우주선이 돌아오려면 속도를 줄여야 합니다.

그러나 진공 상태의 우주에서는 우주선이 브레이크를 밟고 지면에 부딪혀 감속하는 것이 불가능하다. 유일한 방법은 추진기를 이용해 연료를 주입하는 것이다. 지구를 떠나기 때문에 차량의 앞부분이 앞쪽에 있고, 스러스터는 뒤쪽에 있습니다. 이번에 감속하려면 로켓을 앞뒤로 뒤집어서 비행 방향으로만 분사해야 합니다. 따라서 우주정거장을 떠난 후 우주선은 머리-꼬리 교환 및 감속 과정을 완료하기 위해 우주에서 90도 회전을 두 번 수행합니다. 모두 현재로서는 여전히 고속으로 지구 주위를 돌고 있으며, 회전이 완료된 후에는 인젝터가 정확하게 감속되며, 이 과정에서 우주선의 궤도는 계속됩니다. 더 이상 지구 궤도를 돌 수 없을 때까지 감소하고 지구의 중력에 의해 지상으로 끌려가게 되며, 그 과정에서 우주선은 지구 중력에 의해 지상으로 미끄러져 진입할 준비를 하게 됩니다. 지구의 대기.

세 번째 단계: 대기권 재진입

궤도 고도가 감소함에 따라 대기의 밀도는 계속 증가하고 저항도 증가합니다. 우주선이 지구 진입을 앞두고 있지만 이때는 대기권에 재진입할 때 자세를 조정해야 하는 거대한 시험에 직면하게 된다. 개인적으로는 흔히 '돌 던지기, 물 던지기'로 알려져 있다.

호수에 돌을 던질 때 각도와 속도가 중요한 것과 마찬가지로 우주선의 진입 각도가 너무 작으면 물에 물을 던지는 것과 같습니다. 지구로 진입할 기회를 놓치고 다시 우주로 쫓겨나는 상황이다. 그 이후의 상황은 그야말로 사활이 걸린 문제인데, 지금으로서는 확실히 실패했다고 할 수 있지만 이 각도에서는 그럴 수 없다. 너무 크면 물에 돌을 던지는 것과 같을 것이고, 우주선은 매우 빠른 속도로 대기권으로 진입한 다음 대기권에서 불타버릴 것입니다. 유성, 즉 우주 비행사 내부의 우주선은 고온으로 인해 사망하므로 대기권으로의 재진입은 우주선이 정확히 직각과 속도로 재진입하도록 보장해야 합니다.

각도가 적절해야 합니다

재돌입을 보장하는 수단은 추진기입니다. 귀환 캡슐에는 반동 로켓 외에 다른 구성 요소가 없다는 것을 알아야 합니다. 착륙할 때 동력은 추진실에 있지만 추진실은 회복되지 않기 때문에 대기권에 재진입하는 과정에서 귀환기와 추진실은 극도로 빠른 속도로 서로 협력해야 한다. 점차적으로 저항을 증가시켜 자세를 조정하고, 여러 번의 정밀한 다각도 주입을 통해 속도, 방향 및 크기를 변경하여 복귀 캡슐이 정확한 재진입 각도에 도달할 수 있도록 모든 조정이 완료되면 추진 캡슐이 분리됩니다. 귀환 캡슐에서 영원히 사라졌습니다. 전원이 공급되는 추진 모듈은 대기권에서 불타버릴 것입니다. 안녕!

네 번째 레벨 : 블랙 베리어 - 치명적이고 아름다운 섭리와 인력

대기권에 진입한 후 귀환 캡슐에는 아무런 힘이 없기 때문에 모든 것이 중력과 저항에 달려 있습니다. 이때, 고도가 계속 낮아짐에 따라 우주선의 속도는 점점 더 빨라질 것이며, 대기와의 마찰로 인해 귀환 캡슐 전체가 거대한 불 덩어리로 변하고 바닥의 온도는 수천에 달할 것입니다. 동시에 주변에 플라즈마가 생성되어 모든 신호 통신이 차단되며, 이 속도와 온도에서는 어떤 전력 장비도 작동할 수 없습니다. 이때 조종사는 창 밖에서 빛나는 가장 아름다운 불꽃을 보게 됩니다. , 그리고 동시에 전체 단계에서 가장 무력한 단계를 경험합니다. 모든 준비를 마친 후에는 이 섹션을 지구에 맡길 수 있습니다. 최종 결과는 누구도 바꿀 수 없습니다. 안전한지 알 수 있습니다.

무시무시한 검은 장벽

다섯 번째 단계: 감속 단계

탈출 후 귀환 캡슐에는 단 하나뿐이다. 검은 장벽의, 즉 감속입니다. 왜냐하면 이때 우주선의 속도는 일반적으로 초당 200미터 정도이기 때문입니다. 시속 킬로미터로 환산하면 시속 120킬로미터라는 고속 한계를 생각해보세요. , 그것은 한 단어입니다. 불꽃과 번개가 계속됩니다! 착륙 시 이러한 엄청난 속도를 약간의 충격으로 줄이기 위해 복귀 캡슐은 세 번의 착륙 자체 구조 기회를 제공합니다. 반복: 이것은 훈련이 아니며 기회는 단 한 번뿐이므로 실수할 수 없습니다. 세 번 감속 중입니다.

첫 번째는 낙하산이 두 개가 차례로 4번씩 감속하는 것입니다. 이유는 단 하나입니다. 우주비행사가 견디기에는 너무 빠릅니다. 고속도로에서 갑자기 브레이크를 밟고 사망할 때 생각해보세요. 안전벨트가 가슴에 강하게 눌리는 느낌이 드나요? 아프지 않냐고 물었더니 이게 고작 120, 우주선의 속도가 720인데, 그리고 수평으로 운전할 때는 속도를 늦추다가 수직으로 운전할 때는 갑자기 바닥에 앉았을 때 내장 기관이 갑자기 당기면서 경련을 일으키고 고통을 느끼는 것을 상상해 보십시오. 따라서 첫 번째 낙하산을 부분적으로 열어 속도를 줄인 다음 두 번째 감속을 위해 완전히 열었다가 버리고, 두 번째 주 낙하산을 다시 열어 위의 과정을 4회 반복하면 속도가 200에서 감소합니다. 초당 10미터로 줄여보면 이 속도는 사람이 3층에서 뛰어내리는 속도와 맞먹는다. 물론 이 속도조차 살아온 사람은커녕 인간의 몸도 쉽게 감당할 수 없는 속도다. 오랫동안 중력이 없는 우주 환경에서 연약한 우주 비행사는 어떻습니까? 그래서 속도를 줄여야 합니다.

감속 낙하산

두 번째 감속 장치는 귀환 캡슐 하단에 숨겨진 4개의 반동 로켓으로, 착륙하려고 할 때 작동합니다. 아마도 지상에서 1미터 거리에 있을 때 4개의 반동 로켓이 동시에 점화되어 순간적으로 엄청난 추력을 생성하여 갑자기 반환 캡슐의 속도를 초당 2미터 미만으로 감소시킬 것입니다. 동시에 각 우주비행사의 맞춤형 쿠션 시트는 우주비행사를 이 속도로부터 보호하고 안전하게 착지하게 되지만, 모든 일이 순조롭게 진행되더라도 이 감속 과정은 우주비행사들에게 큰 시험이 될 것입니다. 90일 동안 우주에서 무중력 상태를 유지하면 더욱 불편할 것입니다. 감속을 계속 반복해야 하는 동시에 오랫동안 잃어버린 중력으로 인해 몸이 무거워지는 것을 느껴야 합니다.

반동 로켓의 과장된 사진

모든 링크가 성공적으로 완료된 후 이때 반환 캡슐은 현재 특정을 보고하기 위해 신호를 보내기 시작합니다. 동시에 원격 측정을 통해 관찰된 물류 인력은 우주 비행사들의 건강 상태를 확인하기 위해 가능한 한 빨리 달려가 우주 비행사들을 기내에서 꺼내고 약 한 달 동안의 격리, 검사 및 회복 기간을 시작할 것입니다. .

인류 과학 기술 발전의 정점 산업으로서 항공 우주 과학 기술의 금 함유량은 확실히 수천 개의 순금 수준을 넘어선 모든 단계가 쉽지 않으며 모든 단계가 가득 차 있습니다. 엄청난 지혜와 인내로 인해 중국의 항공우주 산업은 처음부터 다시 성장했습니다. 이것은 지구상에서 일어난 엄청난 기적입니다.