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。