悉数实践-10卫星的“第一”头衔

本刊特约记者 庞丹 潘晨



悉数实践-10卫星的“第一”头衔

本刊特约记者 庞丹 潘晨

实践-10虽然充分利用了我国成熟的返回式卫星技术，但在研制过程中依然攻克了许多技术难题，取得了一系列新的技术突破。与以往返回式卫星相比，实践-10拥有一连串“第一”的头衔。

1　我国第一颗专门的微重力科学实验卫星

实践-10返回式科学实验卫星是为开展多项“微重力科学和空间生命科学”空间实验而专门量身定做的返回式卫星。卫星的承载能力、微重力水平、实验载荷服务支持能力等较以往返回式卫星均有进一步提升，是我国新一代具有安全回收、适应中长期在轨试验、应用灵活和成本低廉的空间科学实验平台。在结构布局上，它充分继承了以往返回式卫星的结构特点，外形是一个圆柱圆锥组合体，内部则是由4个舱段构成的仪器舱及返回舱。根据任务要求，实践-10卫星在轨道设计上也进行了调整，由以往返回式卫星的椭圆轨道变为圆轨道，这一改变，大大提高了微重力水平，为更好地开展微重力环境下的科学实验提供了有力的支撑。

2　我国卫星第一次在四子王旗实现弹道式回收

此次实践-10返回式卫星选择在内蒙古四子王旗回收，而不是以往返回式卫星的“回家”地点四川遂宁。这主要是由于遂宁山区人员密度增大，新建房屋林立，为了保护当地百姓的人身和财产安全，同时也为了卫星搜寻回收，于是放弃了遂宁，而是选择了具有比较成熟回收条件的四子王旗。这是实践-10卫星在回收方面的一个比较大的变化。

此外，与以往在四子王旗回收的“神舟”飞船和嫦娥-5飞行试验器采用的半弹道式回收方式不同，实践-10卫星是我国卫星第一次在四子王旗实现弹道式回收。它开创了我国航天器在四子王旗采用弹道式回收方式的先河。

实践-10结构图

链接：

所谓弹道式回收，通俗地说，就是进入太空的航天器再次返回地面时，根据自身的气动特性和轨道特征而采用的一种再入返回方式。目前，航天器的再入返回按技术特点可分为弹道式返回、半弹道式返回和滑翔式返回等几种方式，其中弹道式返回主要是指航天器进入大气层时只产生阻力不产生升力，或者虽然产生升力但对升力大小和方向不加控制。

3　首次在返回式卫星上采用流体回路系统，大幅提升载荷功耗承受能力

此次实践-10的太空之旅携带了19项科学实验项目，开展异常复杂的太空微重力和空间科学实验，这对于卫星的热控、微重力、供配电能力、回收保温等方面提出了非常高的要求。特别是卫星回收舱的载荷功耗相较以往呈10数倍大幅提升，由30W增至300W，而以往卫星的被动热控方案远远不能满足任务需求；同时，空间科学实验中涉及多种生命体，要求提供冷热温度适宜的舒适环境，卫星回收舱温控指标要求基本控制在5～35℃。为此，实践-10卫星首次引入流体回路系统，增加了冷板、流体回路断接、辐射器防护罩弹抛等，并成功研制出我国最大的航天器热控冷板，同时开展了多项专项分析和验证，为“太空实验室”安全、舒适地良好运行扫平了道路。

4　首次构建基于平台数管分系统和服务支持子系统两级构架机制

与以往的返回式卫星相比，实践-10卫星在技术状态上存在较多重大变化，主要涉及到大系统方案、系统方案、分系统方案以及关键单机层面。比如，实践-10卫星将原来的程控、遥测、遥控分系统的功能整合，形成了数管分系统；同时，为了适应19项科学实验项目的数据管理要求和微重力平台能力需要，首次构建了基于数管分系统和服务支持子系统的两级构架机制，以便于更好地适应多任务、多载荷的适配要求。

换句话说，就是此次进入太空的19项实验项目中，有的项目是从任务开始就一直持续进行实验的，而有些项目则需要根据不同的时间段开展相应的实验，这就要求数管分系统这个“大管家”根据不同的实验项目开展系统优化和合理安排，并根据实验需求随时给供配电、热控等分系统分配任务，合理安排在轨时间，进行天地遥操作等一系列任务，为“空间实验室”保驾护航。

5　首次采用高精度、多模式工程参数测量分系统

微重力环境保障与测量能力是实践-10卫星工程总体和科学应用系统非常关注的项目。为精准测量卫星的在轨微重力水平，实践-10首次采用了高精度、多模式工程参数测量分系统。利用这一新增的分系统，能够用数据说话，准确地告诉科学家们平台的微重力是多少，便于更好地开展空间科学实验。

6　首次探索返回式卫星低成本技术和航天器产品可重复使用技术

近年来，可重复使用运载器和航天器技术得到了国内外航天领域广泛关注，其发展核心意图在于降低成本、增强效用。随着具有返回需求的空间任务需求日益旺盛，返回式卫星面临着更低成本、更强返回能力、更好在轨服务能力的发展要求。为此，实践-10卫星在低成本技术和可重复使用技术方面进行了大胆的尝试和探索。例如，为了进一步降低成本，实践-10卫星首次尝试采用商业现货产品，在市场中采购了普通的商用部组件，将其按照航天标准进行加工加固，然后经风险评估后应用到卫星研制中，既顺利完成了相关航天任务，又大大降低了研制成本。还比如，实践-10跨领域选用了成熟产品，重复使用了返回式卫星、“神舟”飞船、遥感卫星、导航卫星、“嫦娥”等多个型号和平台的成熟产品，为我国航天器产品可重复使用趟出了一条新路。

祁首冰/本文编辑

All the First Achievements of Satellite SJ-10