近年來，美國太空探索技術公司、藍色起源公司均在可重復使用火箭技術領域取得進展。不久后，可重復使用航天器領域?qū)⒂幸晃粊碜灾袊男鲁蓡T加入。

記者近日從中國航天科技集團公司五院了解到，該院總體部首創(chuàng)設計的“可重復使用返回式空間環(huán)境利用衛(wèi)星”在2016珠海航展亮相，其將填補國際無人多次使用返回技術的空白。

如果說火箭是衛(wèi)星、飛船的運載工具，返回式衛(wèi)星則是運送有效載荷的“班車”。五院總體部向記者介紹了這輛“衛(wèi)星班車”的特別之處。

 

往返天地15次，“車況”依然良好

五院總體部設計師劉欣介紹，科研人員以最大化無損回收理念為核心，對“衛(wèi)星班車”系統(tǒng)的分布配置、材料器件壽命、著陸方式等進行了巧妙設計。一方面確保“乘客”毫發(fā)無損；同時確保“班車”能在往返天地15次后，“車況”依然良好，仍處于可運行狀態(tài)。

著陸方式是“衛(wèi)星班車”設計的重中之重，科研人員采用了“降落傘+氣囊”的精妙設計。降落傘相當于“剎車”，氣囊則會在著陸時起到緩沖和防“刮蹭”作用。如此設計下，該衛(wèi)星著陸速度僅為傳統(tǒng)返回式衛(wèi)星的二十分之一，著陸沖擊力相當于飛機落地時的力度，極大地提升了“乘客”的舒適性，確保了“衛(wèi)星班車”的無損回收和重復使用。

值得一提的是，可重復使用的并非整個衛(wèi)星。考慮技術難度及經(jīng)濟性，科研人員從設計上確保回收艙可返回并重復使用15次。不過回收艙是“衛(wèi)星班車”最核心、最昂貴的部分，占據(jù)全部功能的80%。當“衛(wèi)星班車”完成一次任務，只需安裝一臺“發(fā)動機”、加上“油”，就能開展下一次工作。

 

專門對付“不可能完成的實驗”

隨著空間科學及新技術不斷發(fā)展，更精確數(shù)據(jù)的獲取、新研究方法的采用等需求，對空間實驗環(huán)境和條件的要求越來越高。例如，如果微重力水平難以達到，一些材料類科學實驗、流體類物理實驗就會受到限制。再加上實驗本身的危險性、需要返回的及時性等影響因素，諸多實驗無法在空間站開展。

對這些曾經(jīng)“不可能完成”的空間實驗任務，“衛(wèi)星班車”將成為理想的空間實驗室。

為提升微重力水平，科研人員首次采用“整星停控”的自由飛行模式，取消了活動部件，使衛(wèi)星能在太空自由漂浮，沒有絲毫擾動。即使在衛(wèi)星姿態(tài)需要調(diào)整時，也能用小推力器一點點微調(diào)，保證擾動降到最低。該衛(wèi)星與國內(nèi)最新回收的實踐十號返回式衛(wèi)星相比，微重力水平提高了一個量級，足以匹配當前空間科學實驗對微重力水平的最高要求。

除了提供“室內(nèi)”實驗，“衛(wèi)星班車”還具備國內(nèi)首個“太空開放式實驗臺”，按指令開啟后，就能讓有關設備與太空環(huán)境“親密接觸”。

與空間站相比，“衛(wèi)星班車”還有一大特點——無人。由此，諸如燃燒類、微生物類、活體動物類等可能危及航天員生命的實驗項目，將擁有安全的實驗場所。

 

適用性更廣、承載力更強

“實踐十號”的承載能力為220公斤，一度被譽為國內(nèi)返回式衛(wèi)星中的“大力士”。但這個稱號已經(jīng)易主。“衛(wèi)星班車”的承載能力能達到600公斤，并能攜帶500公斤的搭載設備返回。

同時，“衛(wèi)星班車”顛覆了傳統(tǒng)衛(wèi)星的搭載設備接口設計，采用標準化的機械安裝接口、通用化的以太網(wǎng)信息接口設計，為需要搭載的實驗設備提供了通用化平臺，支持“隨時安裝，入網(wǎng)即通”。

按照五院總體部計劃，可重復使用返回式衛(wèi)星將從2018年左右開始每年兩次的常態(tài)化運營，為國內(nèi)外空間科學實驗、新技術試驗、空間技術應用等領域提供服務。（張?zhí)m蘭 記者 付毅飛）

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可多次往返天地的“衛(wèi)星班車”

圖文簡介

中國航天科技集團公司五院首創(chuàng)設計的“可重復使用返回式空間環(huán)境利用衛(wèi)星”在2016珠海航展亮相，其將填補國際無人多次使用返回技術的空白。