衛(wèi)星乘火箭也需磨合期

12月27日，長征五號(hào)運(yùn)載火箭從中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)升空，經(jīng)過2220秒的太空旅行后，將實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。

或許有人不知道，為了這半個(gè)多小時(shí)的攜手同行，衛(wèi)星和火箭也需要經(jīng)歷相當(dāng)長的磨合期，相互了解了“脾氣”和“性格”，才能確保旅途安全。

長征五號(hào)火箭和實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星分別由中國航天科技集團(tuán)一院和五院抓總研制。雙方分別開展強(qiáng)度設(shè)計(jì)和試驗(yàn)考核，只有到地面分離試驗(yàn)時(shí)，它們才第一次見面，有機(jī)會(huì)見識(shí)對(duì)方的真實(shí)“脾氣秉性”。

但據(jù)航天科技集團(tuán)一院長征五號(hào)火箭結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析師曹昱介紹，地面分離試驗(yàn)只是考核分離結(jié)構(gòu)的功能，并不知道分離結(jié)構(gòu)的受力情況，所以說衛(wèi)星和火箭的相互了解還很片面。“如果它們到翱翔太空時(shí)才發(fā)現(xiàn)彼此‘性格不合’，就會(huì)帶來飛行風(fēng)險(xiǎn)，甚至導(dǎo)致任務(wù)失敗。”曹昱說。

例如，實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星質(zhì)量大、重心高，將給分離螺栓帶來更大的受力。雖然長征五號(hào)力大無窮，足以舉起衛(wèi)星，但有可能出現(xiàn)“內(nèi)傷”。如果分離螺栓變形甚至損壞，會(huì)讓分離結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度可靠性大打折扣。

要避免這種情況，必須提前開展分析驗(yàn)證，尋找對(duì)策。為了在地面分離試驗(yàn)前完成這項(xiàng)工作，設(shè)計(jì)人員想了個(gè)辦法，套用網(wǎng)絡(luò)流行語來說，他們安排火箭和衛(wèi)星進(jìn)行了一次“云磨合”——借助衛(wèi)星三維模型，與火箭開展了聯(lián)合分析，提前進(jìn)入磨合期。

這一磨合果然發(fā)現(xiàn)，星箭分離時(shí)，出現(xiàn)“內(nèi)傷”的可能性確實(shí)存在。

根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員聯(lián)合優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，改變火箭與衛(wèi)星之間的傳力路徑，有效規(guī)避了風(fēng)險(xiǎn)，最終保障長征五號(hào)火箭和實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星攜手完成了太空旅行。