“实践十九号”成功入轨,我国首颗可复用返回式卫星,有何不同?

光电科技君 2024-09-27 22:18:03

又是熟悉的大红屏!敢叫“实践卫星”的都是狠角色,加上“可重复使用返回式技术”,很让人想到在太空遨游268天的“过于先进,不便展示”的可重复使用航天器,以及美国的X-37B航天飞机。

尽管“实践十九号”的设计细节并未披露,但是我们可以知道,它主要还是在验证可重复使用的返回式技术,其中就包括材料测试、热管理、气动特性等。

可重复使用的航天飞机返回基本都是滑翔降落,但是“实践十九号”作为一枚卫星怎么返回着陆,并且还要达到“可重复使用”,就变得十分有趣起来。

因为以我国从70年代就发射“返回式卫星”,也就是卫星发射上去之后,完成任务,然后把相机之类的载荷,通过返回舱再扔回地球。返回舱基本都是一次性的,只要确保其中拍摄的资料、科学实验成果能被顺利拿到就行。

我国在1975年就成功回收了返回舱,是世界上第三个掌握返回卫星回收技术的国家,50年来已经发射了大约25次“返回式卫星”,成功回收了24次。

我国的返回式卫星的平台很成熟了,该卫星平台包括返回舱和仪器舱,由结构、热控、控制、遥控与遥测、电源与压力控制分系统组成。

“返回式卫星”都有一个特点,在轨时间不长,一般在一个月以内,基本都在近地轨道。回收过程与神舟飞船有点类似,这里就不再赘述了。

但是,要想实现“可重复使用”,就需要在动力设计,返回热防护系统,以及精确导航和控制等方面进行深度设计,其实还是不小的挑战的。

当然,还有一个最为关键的时期:成本和发射周期。

如果成本不是最低的,那么完全可以使用神舟飞船、天舟飞船等直接到空间站做做相关试验;

如果周期不是最快的,那么完全可以等一等其他运载机会,没有必要非单独发射一枚火箭,返回一个小型返回舱。

所以,短平快,价格低才是可重复使用返回式卫星的核心竞争力。一些实验周期短、载荷简单的项目的项目就可以直接申请使用可重复使用返回式卫星了。

笔者相信,咱们也不是只是为了省钱,而是为更加便捷和低成本往返太空准备一套新的技术方案。

如果说空间站往返是高铁动车组,是飞机航班,那么“可重复使用返回式卫星”更像是“顺风车”、“网约车”,招手即停、随时可走。

目前,主流媒体报道的基本是通稿,仔细阅读几遍,我们还是可以大约推测一下:

该型火箭主要打的是近地轨道(LEO,4吨)和太阳同步轨道(SSO,1.3吨),具备单星和多星发射能力。90年代,我国为了满足返回式卫星的需求,专门研制了长征二号丁火箭。

所以“实践十九号”与长征二号丁的组合,应该就是在近地轨道测试和验证,并且在以往“实践十号”返回式卫星,以及“实践八号”基础上,研制了“实践十九号”。

答主也翻阅了一下论文,结合参加航天日的论坛,整理出大概说法是:“实践十九号”是我国第五代复用型返回式卫星,除了继承了以往返回式卫星的优点以外,还有微重力水平高、安全性好的特性,同时还具备了上下行载重量大、多达15次复用和无损回收等下一代返回式卫星的基本特征,在航天圈内被美誉为“天地航班”。

因此也可以推断,“实践十九号”应该是空间科学中心和航五院的又一力作,他们不仅要把航天员安全送上太空,实现“天地往返航班化”,还要将一些零星载荷用最便宜的方式,及时送上去。

“实践十九号”以后会有两种构型,由化学能或太阳能联合供电,均能在轨飞行不低于20天。基本构型可以回收500公斤的载荷,增强构型可以回收600公斤载荷,还可以留轨300公斤载荷,其中90%的部分都可以重复使用。

最有趣的是,可重复返回卫星的返回舱和神舟飞船、嫦娥飞船的返回舱不同,它在进入大气层时,不是大底朝下的,而是头部朝下。所以进入大气层的速度更快,看起来就像洲际导弹的弹头一样。以前看纪录片,还以为咱们去捡核弹头了。

其实,这种方式更节约时间,毕竟里面都是种子和试验品,没有航天员,过载10个G也没关系,进入大气层预定高度后,降落伞从从尾部拉出,接近地面时头部会释放缓冲气囊,不会把里面的种子之类摔坏的。

对了,之前还听说,商业航天方面在可复用返回式卫星方面也有进展,“广梅一号”也将在近两年发射。以后大家要到太空做点试验,可能不需要排长队,也可以更便宜地实现了。

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光电科技君

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