“两弹一星”是改革开放前我国科学技术进步的最高成就。这“一星”就是人造地球卫星。东方红一号,是中国发射的第一颗人造地球卫星。东方红一号卫星于1958年提出预研计划,1965年正式开始研制,于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心成功发射。
东方红一号卫星重173千克,由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米、倾角68.44度的椭圆轨道。东方红一号发射成功,开创了中国航天史的新纪元,使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家 。
其实,我国航天史上还有一件重要的事情就是中国第一颗返回式卫星成功发射与回收。
通常,卫星发射入轨之后,就在太空执行任务,并不需要返回地面。如通信卫星、导航卫星和气象卫星都是如此。但是有的卫星却需要回到地面,如侦察卫星获得的情报,科学实验卫星携带的实验品等,这就是返回式卫星。
研制返回式卫星是卫星发展史上的一个重要突破。返回式卫星指在轨道上完成任务后,有一部分结构会返回地面的人造卫星。最初返回式卫星最基本的用途是照相侦察。早期由于技术所限,必需利用底片才能拍摄高清晰度的照片,因此必需让卫星带同底片或用回收筒将底片送回地面进行冲晒和分析。比起航空照片,卫星照片的视野更广阔、效率更高。各个航天大国都曾利用返回式卫星作军事侦察及国土普查用途。后来返回式卫星的功能又演变出了进行需要回收实验品的空间试验室。
中国的返回式卫星的研制工作是1966年初正式开始的。1975年11月26日首次发射成功,这颗卫星在轨运行三天后,准确的返回到预定的四川回收区;返回制动、再入防热、开伞减速等方面均工作正常,使中国成为继美国和苏联之后世界上第三个掌握了卫星返回技术的国家。
在1978年春召开的全国科学大会上,我国返回式卫星的多项科学技术成果受到了全国大会的表彰。1980年2月,由国防科技批准“返回式卫星回收系统”获得1978年至1979年国防尖端科研成果一等奖。
中国的返回式卫星从1975年首次成功返回起,到2006年为止,我国共进行了24次返回式卫星(FSW)的发射。其中发射成功23次,回收成功22次,是中国发射数量最多的一种人造卫星。利用返回式卫星所获得的资料,在资源调查、地图测绘、地质调查、铁路选线和考古研究等方面,取得了丰硕成果。同时为国内外用户进行了100多项微重力和空间环境条件下的材料、生命科学实验,以及农作物种子搭载试验等,均取得可喜成果。
今天,我国新一代返回式卫星,实现了一系列技术飞跃:一是姿态控制精度的提高,使卫星姿态更稳;二是采用对流换热技术,使卫星内部温度控制误差仅为正负0.2摄氏度;三是采用了与神舟飞船一样的测控系统,天地通信更可靠顺畅;四是程序控制更先进,能够让卫星在太空中准确顺畅地进行各种动作;五是装载能力由过去的3吨左右提升到近4吨;六是采用锂电池作为主电源,持续供电的飞行能力由15天增至近一个月;七是轨道控制和返回指令更精确,回收落点误差大大缩小。世界上只有中、美、俄三国掌握这一技术,美国发展航天飞机后停止了返回式卫星的研制,我国与俄罗斯仍在发射返回式卫星,我国在装载能力和持续飞行能力方面尚有一定差距,其他多项指标已经处于领先水平。
据环球网2018年12月7日消息,在北京科技记者编辑协会、中国宇航学会主办的“天地航班-中国首次商业返回式卫星服务”科学传播沙龙上,中国航天科技集团五院总体部商业返回式卫星总设计师赵会光透露:我国正在研制的可重复使用返回式卫星项目。
据悉,新一代返回式卫星的在轨时间可以达到20天,返回模块具有15次重复使用的可能。通俗来讲,就是卫星可以反复使用15个来回。新一代返回式卫星可以升级打造低成本、高集成度平台系统,验证可复用回收舱设计,验证一次性化学电池能源模块技术,突破无损回收和示位搜索技术,突破回收载荷分区精确控温技术。返回时卫星的最终目的是为了更好地进行太空探索,获得科学发现、改善人类生活、形成规模巨大的新兴产业,催生新技术和确保空间安全环境。
目前我国研制的可重复使用商业返回式卫星,分为基本型和拓展型,其中前者的回收载荷可达500公斤,采用一次性化学电池供电,回收产品占60%,其中90%部分可重复使用;后者的载荷分为两部分,回收载荷为600公斤,留轨载荷为300公斤,采用太阳阵和蓄电池联合供电,回收产品占40%,同样是90%部分重复使用。近年来,随着重复使用、无损回收等航天工程技术进步,瞄向“更低成本、更强保障、更高性能、更便捷应用”的新一代可重复使用返回式卫星,成为发展趋势。
经过四十年的时间,我国总共发射了23颗返回式卫星,搭载了数百个微重力科学实验室,其试验成果已经应用于新材料的研制和生产,新药品的制造,农作物新品种的栽培等方面,在空间遥感、空间科学等方面发挥了重要作用。
参考文献:
[1]王希季.中国返回式卫星的发展——纪念中国第一颗返回式卫星成功返回40周年[J].航天返回与遥感,2015(06).
[2]杨秉新.中国首台胶片型航天相机追述——纪念中国第一颗返回式卫星成功返回40周年[J].航天返回与遥感,2015(06).
[3]中共中央党史研究室.《中国共产党历史(第二卷)》[M].中共党史出版社,2011.
(作者:沈岩东 宁夏大学马克思主义学院)