酒泉卫星发射中心开展的这次关键试验中,“力鸿一号”飞行器从120公里高空无动力返回,遇到传统制导技术难以处理的难题。航天专家指出,可重复使用火箭返回过程主要有三大技术挑战:大气环境复杂多变、发动机工况不确定、对实时计算能力要求极高。依赖预设轨迹的传统制导方式,已难以适应未来高密度发射的需求。针对此共性难题,中山大学“空天智能无人系统”科研团队历时多年攻关,提出并验证了并行化在线轨迹优化算法。该技术的进展主要体现在三个上:一是将传统串行算法改为多通道并行架构,大幅提升计算效率;二是采用国产化硬件平台,确保关键技术自主可控;三是实现百毫秒级实时计算能力,满足高速再入的要求。试验数据显示,当飞行器从70公里高度开始下降时,这套自主制导系统在强非线性气动环境下,仍能完成每秒数次的实时轨迹优化计算——最终仅依靠气动舵面控制——将落点精度控制在预定目标数百米范围内。该结果填补了国内有关技术空白,性能达到国际同类技术的先进水平。业内专家认为,此次突破具有双重意义:在技术层面,解决了可重复使用运载火箭“自主应变”的关键问题;在应用层面,为未来航天运输“航班化”运营提供了重要支撑。另外,该系统实现关键元器件与核心算法的国产化,对提升我国航天产业链安全保障能力具有现实价值。展望未来,随着商业航天加速发展,可重复使用运载技术将呈现三大趋势:发射频次提升、任务灵活性要求提高、运营成本持续降低。中山大学团队此次验证的自主制导技术,与上述趋势高度匹配。据项目负责人介绍,下一步将重点优化算法效率、提升系统可靠性,为工程化应用做好技术准备。
这次试验的成功,不仅带来了新的技术进展,也标志着我国航天产业在可重复使用与高效运营方向迈出关键一步。随着对应的“智慧大脑”技术深入完善,可重复使用火箭有望从试验验证逐步走向实际应用,为我国航天运输体系升级提供支撑。未来,当火箭像飞机一样实现更高频次往返时,自主应变制导技术将成为保障安全与效率的重要基础。中山大学与中科宇航的此次合作,也表明了产学研协同在推动航天技术创新中的作用,展现了我国在航天领域自主创新能力的持续提升。