中國航天技術填補國際空白，設計“衛星班車”

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將有一位來自中國的新成員加入。

記者4日從中國航天科技集團公司五院了解到，該院總體部首創設計的“可重復使用返回式空間環境利用衛星”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。

如果說火箭是衛星、飛船的運載工具，返回式衛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“衛星班車”系統的分布配置、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，仍處於可運行狀態。

著陸方式是“衛星班車”設計的重中之重，科研人員採用了“降落傘+氣囊”的精妙設計。降落傘相當於“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，該衛星著陸速度僅為傳統返回式衛星的二十分之一，著陸沖擊力相當於飛機落地時的力度，極大地提升了“乘客”的舒適性，確保了“衛星班車”的無損回收和重復使用。

值得一提的是，可重復使用的並非整個衛星。考慮技術難度及經濟性，科研人員從設計上確保回收艙可返回並重復使用15次。不過回收艙是“衛星班車”最核心、最昂貴的部分，佔據全部功能的80%。當“衛星班車”完成一次任務，隻需安裝一台“發動機”、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展，更精確數據的獲取、新研究方法的採用等需求，對空間實驗環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“不可能完成”的空間實驗任務，“衛星班車”將成為理想的空間實驗室。

為提升微重力水平，科研人員首次採用“整星停控”的自由飛行模式，取消了活動部件，使衛星能在太空自由漂浮，沒有絲毫擾動。即使在衛星姿態需要調整時，也能用小推力器一點點微調，保証擾動降到最低。該衛星與國內最新回收的實踐十號返回式衛星相比，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”實驗，“衛星班車”還具備國內首個“太空開放式實驗台”，按指令開啟后，就能讓有關設備與太空環境“親密接觸”。

與空間站相比，“衛星班車”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，一度被譽為國內返回式衛星中的“大力士”。但這個稱號已經易主。“衛星班車”的承載能力能達到600公斤，並能攜帶500公斤的搭載設備返回。

同時，“衛星班車”顛覆了傳統衛星的搭載設備接口設計，採用標准化的機械安裝接口、通用化的以太網信息接口設計，為需要搭載的實驗設備提供了通用化平台，支持“隨時安裝，入網即通”。

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