“實(shí)踐十號(hào)”衛(wèi)星18日在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸，中國首顆微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星任務(wù)圓滿成功。圖為交接儀式完成后，直升機(jī)吊運(yùn)回收艙。　宗兆盾　攝 

“實(shí)踐十號(hào)”衛(wèi)星18日在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域安全著陸，中國首顆微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星任務(wù)圓滿成功?；厥仔l(wèi)星“回家”旅程，遇到哪些難關(guān)，克服哪些困難？具備什么條件？擁有什么特點(diǎn)？記者采訪了衛(wèi)星的研制方——中國航天科技集團(tuán)第五研究院的專家們。 

難題一：衛(wèi)星怎樣返回地面？

要了解這個(gè)問題，首先需要了解什么是航天器的返回軌道。

人們通常把航天器從脫離運(yùn)行軌道到降落到地面這一段的飛行軌跡叫返回軌道。根據(jù)航天器在返回軌道上所受到的升力和阻力的情況采用不同方式回收，返回式航天器在返回地面的過程中，一般采用彈道式、半彈道式和滑翔式(升力式)三種軌道。 

彈道式返回軌道的特點(diǎn)是，航天器在進(jìn)入返回軌道再入大氣層的時(shí)候，只受阻力作用而不產(chǎn)生升力，因而下降的速度快，空氣動(dòng)力過載大，落點(diǎn)無法調(diào)整和控制，可能產(chǎn)生較大的落點(diǎn)偏差。“實(shí)踐十號(hào)”就屬于彈道式回收，它開創(chuàng)了中國航天器在四子王旗彈道式回收的先河。 

返回式衛(wèi)星在設(shè)計(jì)的時(shí)候一般由回收艙和儀器艙兩部分組成，“實(shí)踐十號(hào)”也不例外。在結(jié)構(gòu)布局上，它充分繼承了以往返回式衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一眼看上去就像一個(gè)放大的“子彈頭”，內(nèi)部是由四個(gè)艙段構(gòu)成的儀器艙和返回艙組成，回收是指將返回艙收回來。 

衛(wèi)星的回收是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，要求在設(shè)計(jì)上充分考慮如何控制返回姿態(tài)，如何可靠地對(duì)付再入大氣層時(shí)產(chǎn)生的極高溫等難題，特別是避免艙內(nèi)溫度過高，試驗(yàn)樣品受到破壞。 

難題二：返回地球家園應(yīng)具備什么條件？

據(jù)航天科技集團(tuán)公司五院總體部返回衛(wèi)星與空間安全總體研究室高振良介紹，首先，“實(shí)踐十號(hào)”的控制系統(tǒng)要能夠準(zhǔn)確地調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)，使它能夠從在軌道上飛行的姿態(tài)變成返回姿態(tài)。其次，衛(wèi)星艙段必須能夠可靠分離，衛(wèi)星還需自帶動(dòng)力系統(tǒng)，確保順利脫離原運(yùn)行軌道，進(jìn)入返回軌道。 

再次，衛(wèi)星要有良好的防熱性能和隔熱性能，確保返回艙不被燒毀，并且保證返回艙內(nèi)部溫度不能過高。同時(shí)，返回艙上要有良好的減速和緩沖設(shè)備，確保安全降落到地面而不被摔壞。最后，返回艙上還要裝備標(biāo)位裝置，確保返回落地后能及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以便回收人員及時(shí)識(shí)別位置和成功回收。 

難題三：衛(wèi)星“回家”需突破三大關(guān)鍵技術(shù)

據(jù)實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星副總師李春華介紹，要想確?！翱臻g實(shí)驗(yàn)室”順利“回家”至少要突破三大關(guān)鍵技術(shù)。

一是衛(wèi)星姿態(tài)及軌道控制技術(shù)。當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道后，星上姿態(tài)控制必須保持三軸穩(wěn)定?！皩?shí)踐十號(hào)”返回艙在衛(wèi)星飛行204圈時(shí)升軌返回，其返回飛行時(shí)序設(shè)計(jì)主要繼承了以往返回衛(wèi)星的設(shè)計(jì)成果，針對(duì)星上狀態(tài)變化、保障條件變化等進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。 

二是衛(wèi)星再入防熱技術(shù)。返回艙進(jìn)入大氣層后，由于速度快，艙體的頭部與大氣層進(jìn)行劇烈摩擦，產(chǎn)生大量熱量。為確保結(jié)構(gòu)和防熱設(shè)計(jì)能夠滿足回收要求，研制人員對(duì)再入過程的力、熱環(huán)境分別進(jìn)行了反復(fù)計(jì)算。 

三是衛(wèi)星回收技術(shù)。當(dāng)“實(shí)踐十號(hào)”在太空飛行12天14.5小時(shí)后，衛(wèi)星開始進(jìn)入“回家”旅程?；厥辗窒到y(tǒng)將采用“時(shí)間—過載—時(shí)間”的控制方式，使用時(shí)間控制器、加速度開關(guān)和回收配電器聯(lián)合工作?；厥张摲祷貢r(shí)，以“兩艙一次分離”作為返回零時(shí)間，由時(shí)間控制器依次按發(fā)出“起旋火箭點(diǎn)火、制動(dòng)火箭點(diǎn)火、消旋火箭點(diǎn)火、制動(dòng)艙解鎖、加速度開關(guān)加電”等一系列指令。 

難題四：“回家”地點(diǎn)怎么選擇？

衛(wèi)星成功返回，回收著陸區(qū)域選擇非常重要。上世紀(jì)70年代，中國返回式衛(wèi)星落區(qū)則選擇在四川遂寧。而此次“實(shí)踐十號(hào)”回收?qǐng)鰟t選在了內(nèi)蒙古四子王旗，這是經(jīng)過精心挑選的。 

據(jù)實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星總指揮邱家穩(wěn)介紹，一是經(jīng)過幾十年的發(fā)展，特別是改革開放以來，中國發(fā)生了天翻地覆的變化，腹地四川中部的山區(qū)發(fā)生了變化，人員密度增大，新建房屋林立，衛(wèi)星在此回收將給老百姓的人身和財(cái)產(chǎn)安全帶來很大的威脅。二是那里山丘密林、江河峽谷，將給衛(wèi)星尋找?guī)砝щy。針對(duì)這種情況，利用中國在內(nèi)蒙古中部地區(qū)建成并回收多艘神舟飛船的載人航天回收?qǐng)觯M(jìn)行實(shí)踐十號(hào)回收是一個(gè)理想的選擇。