深空再入返回飞行仿真及工程应用分析

赵 晟，王跃峰

(1.国防科技大学，湖南长沙 410073;2.中国空间技术研究院，北京 100094)

深空探测返回是空间探索的一个重要发展方向，深空取样返回是进行深空探索，对外星球生命、物质进行研究的重要手段.中国已提出月球取样返回计划，随着火星、金星等更远星体探测任务的执行，外星体采样返回将成为必然的发展趋势［1］.深空探测返回具有以下特点:再入速度高、不同任务的航程需求变化大、再入点散布大.

返回技术是集航天动力学、空气动力学、防热结构学、控制学及导航学、火箭发动机技术、测控技术、回收和着陆技术等学科的一门综合性学科［2］.国内目前掌握的返回技术为弹道式返回和标准轨道半升力返回.弹道式返回在返回过程中不产生升力或者产生较小的升力，但不对升力进行控制的返回方式.标准轨道返回的返回器通过质心偏置获得升力，其标准轨道在地面发射前已经注入，在再入大气过程中进行摄动制导，保证着陆精度.此外，国外深空返回中也有半升力预测制导返回，它采用与标准轨道制导同样的升力获取方式，在返回过程中实时规划飞行航迹，从而提高高速、长航程再入飞行的着陆精度.

从国外的深空探测返回经验看，均采用简单可靠的弹道式返回方式或有较高着陆精度的预测制导返回:美国的深空取样返回器“星尘号”和“起源号”均采用弹道式再入;美国早期的探月飞行器“阿波罗系列”和苏联的探月飞行器……