可多次往返天地的“卫星班车”

2016年11月05日09:59  来源:科技日报
 
原标题:可多次往返天地的“卫星班车”

  近年来,美国太空探索技术公司、蓝色起源公司均在可重复使用火箭技术领域取得进展。不久后,可重复使用航天器领域将有一位来自中国的新成员加入。

  记者4日从中国航天科技集团公司五院了解到,该院总体部首创设计的“可重复使用返回式空间环境利用卫星”在2016珠海航展亮相,其将填补国际无人多次使用返回技术的空白。

  如果说火箭是卫星、飞船的运载工具,返回式卫星则是运送有效载荷的“班车”。五院总体部向记者介绍了这辆“卫星班车”的特别之处。

  往返天地15次,“车况”依然良好

  五院总体部设计师刘欣介绍,科研人员以最大化无损回收理念为核心,对“卫星班车”系统的分布配置、材料器件寿命、着陆方式等进行了巧妙设计。一方面确保“乘客”毫发无损;同时确保“班车”能在往返天地15次后,“车况”依然良好,仍处于可运行状态。

  着陆方式是“卫星班车”设计的重中之重,科研人员采用了“降落伞+气囊”的精妙设计。降落伞相当于“刹车”,气囊则会在着陆时起到缓冲和防“刮蹭”作用。如此设计下,该卫星着陆速度仅为传统返回式卫星的二十分之一,着陆冲击力相当于飞机落地时的力度,极大地提升了“乘客”的舒适性,确保了“卫星班车”的无损回收和重复使用。

  值得一提的是,可重复使用的并非整个卫星。考虑技术难度及经济性,科研人员从设计上确保回收舱可返回并重复使用15次。不过回收舱是“卫星班车”最核心、最昂贵的部分,占据全部功能的80%。当“卫星班车”完成一次任务,只需安装一台“发动机”、加上“油”,就能开展下一次工作。

  专门对付“不可能完成的实验”

  随着空间科学及新技术不断发展,更精确数据的获取、新研究方法的采用等需求,对空间实验环境和条件的要求越来越高。例如,如果微重力水平难以达到,一些材料类科学实验、流体类物理实验就会受到限制。再加上实验本身的危险性、需要返回的及时性等影响因素,诸多实验无法在空间站开展。

  对这些曾经“不可能完成”的空间实验任务,“卫星班车”将成为理想的空间实验室。

  为提升微重力水平,科研人员首次采用“整星停控”的自由飞行模式,取消了活动部件,使卫星能在太空自由漂浮,没有丝毫扰动。即使在卫星姿态需要调整时,也能用小推力器一点点微调,保证扰动降到最低。该卫星与国内最新回收的实践十号返回式卫星相比,微重力水平提高了一个量级,足以匹配当前空间科学实验对微重力水平的最高要求。

  除了提供“室内”实验,“卫星班车”还具备国内首个“太空开放式实验台”,按指令开启后,就能让有关设备与太空环境“亲密接触”。

  与空间站相比,“卫星班车”还有一大特点——无人。由此,诸如燃烧类、微生物类、活体动物类等可能危及航天员生命的实验项目,将拥有安全的实验场所。

  适用性更广、承载力更强

  “实践十号”的承载能力为220公斤,一度被誉为国内返回式卫星中的“大力士”。但这个称号已经易主。“卫星班车”的承载能力能达到600公斤,并能携带500公斤的搭载设备返回。

  同时,“卫星班车”颠覆了传统卫星的搭载设备接口设计,采用标准化的机械安装接口、通用化的以太网信息接口设计,为需要搭载的实验设备提供了通用化平台,支持“随时安装,入网即通”。

  按照五院总体部计划,可重复使用返回式卫星将从2018年左右开始每年两次的常态化运营,为国内外空间科学实验、新技术试验、空间技术应用等领域提供服务。(张兰兰 记者 付毅飞)

(责编:温璐、李岩)

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