中國衛星突然從天而降：這四大難題的解決令美軍刮目相看

順利完成12天太空飛行後，中國首顆微重力科學實驗衛星——實踐十號返回式衛星回收艙準確降落在內蒙古四子王旗預定著陸區域。回收艙著陸狀態正常、外觀良好，衛星搜索回收任務順利完成。實踐十號於2012年12月31日正式立項，是我國空間科學先導專項首批科學實驗衛星中唯一的返回式衛星，也是單次開展科學實驗項目最多的衛星。

難題一：衛星怎樣返回地面？

返回式衛星在設計的時候一般由回收艙和儀器艙兩部分組成，「實踐十號」也不例外。在結構布局上，它充分繼承了以往返回式衛星的結構特點，一眼看上去就像一個放大的「子彈頭」，內部是由四個艙段構成的儀器艙和返回艙組成，回收是指將返回艙收回來。衛星的回收是一個極其複雜的過程，要求在設計上充分考慮如何控制返回姿態，如何可靠地對付再入大氣層時產生的極高溫等難題，特別是避免艙內溫度過高，試驗樣品受到破壞。

難題二：返回地球家園應具備什麼條件？

據航天科技集團公司五院總體部返回衛星與空間安全總體研究室高振良介紹，首先，「實踐十號」的控制系統要能夠準確地調整衛星姿態，使它能夠從在軌道上飛行的姿態變成返回姿態。其次，衛星艙段必須能夠可靠分離，衛星還需自帶動力系統，確保順利脫離原運行軌道，進入返回軌道。

再次，衛星要有良好的防熱性能和隔熱性能，確保返回艙不被燒毀，並且保證返回艙內部溫度不能過高。同時，返回艙上要有良好的減速和緩衝設備，確保安全降落到地面而不被摔壞。最後，返回艙上還要裝備標位裝置，確保返回落地後能及時發出信號，以便回收人員及時識別位置和成功回收。

難題三：衛星「回家」需突破三大關鍵技術

一是衛星姿態及軌道控制技術。當衛星進入預定軌道後，星上姿態控制必須保持三軸穩定。「實踐十號」返回艙在衛星飛行204圈時升軌返回，其返回飛行時序設計主要繼承了以往返回衛星的設計成果，針對星上狀態變化、保障條件變化等進行適應性調整。

二是衛星再入防熱技術。返回艙進入大氣層後，由於速度快，艙體的頭部與大氣層進行劇烈摩擦，產生大量熱量。為確保結構和防熱設計能夠滿足回收要求，研製人員對再入過程的力、熱環境分別進行了反覆計算。三是衛星回收技術。當「實踐十號」在太空飛行12天14.5小時後，衛星開始進入「回家」旅程。回收分系統將採用「時間—過載—時間」的控制方式，使用時間控制器、加速度開關和回收配電器聯合工作。

難題四：「回家」地點怎麼選擇？

據實踐十號衛星總指揮邱家穩介紹，一是經過幾十年的發展，特別是改革開放以來，中國發生了天翻地覆的變化，腹地四川中部的山區發生了變化，人員密度增大，新建房屋林立，衛星在此回收將給老百姓的人身和財產安全帶來很大的威脅。二是那裡山丘密林、江河峽谷，將給衛星尋找帶來困難。針對這種情況，利用中國在內蒙古中部地區建成並回收多艘神舟飛船的載人航天回收場，進行實踐十號回收是一個理想的選擇。

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