趙會光 唐伯昶 日期 : 20160130
核心提示
當可重複使用火箭的成與敗被媒體炒得如火如荼之際，人們不禁要問，曾經輝煌的返回式衛星，是否也能走上可重複使用之路……
圖為在中國人民革命軍事博物館展出的我國返回式衛星
圖為美國KH-7返回式偵查衛星
圖為俄羅斯“光子”M4返回式生物科學衛星
“前浪”並未被拍死沙灘上
返回式衛星是人類航天史上起步較早、研製與發射較多的一類航天器，其突出特點是具有返回功能，在完成一定時間在軌運行後，能夠利用衛星的回收艙攜帶部分設備安全返回地麵。
也許大家有所了解，傳統意義上的返回式衛星特指在近地軌道運行的無人返回型航天器。美國、蘇聯、中國、日本等國家均曾成功或部分成功地研製了返回式衛星，其中美國、蘇聯和中國是世界上公認的最先且比較充分地掌握衛星返回技術的國家。
多年來，返回式航天器技術發生了極為深刻的轉變，典型代表有美國的阿波羅飛船、俄羅斯的聯盟號飛船、日本隼鳥返回器和中國的神舟號飛船等。再入返回方式由簡單可靠的彈道式再入發展至彈道升力式返回，及至支持水平定點著陸的升力式返回。當然，其他相應技術也都取得了顯著進步。
僅以中國為例，已是“不惑”之年的返回式衛星為我國國民經濟建設以及百姓生活立下了赫赫戰功。該類衛星以膠片回收型遙感方式完成了大量國土普查與詳查、地形測繪等飛行任務，獲得了大批有價值的遙感資料。在特定曆史時期，返回式衛星取得了顯著的經濟效益和社會效益。
隨著航天技術的進步和航天任務的多樣化，原來用於對地遙感、大地測量的返回式衛星逐漸被無線遙感傳輸手段所替代。
不過這種“長江後浪推前浪”的發展趨勢並沒有讓返回式衛星這位“業界前輩”太焦慮，因為即便是傳統的返回式衛星仍然憑借其係統簡單可靠、成本低、應用便捷等優勢成為一種有效的空間服務手段，並廣泛應用於空間微重力實驗、空間生命科學實驗、新技術試驗等領域。
目前，空間科學先導專項支持的我國首顆返回式微重力科學試驗衛星正處於研製階段。
當然，返回式衛星的這種“自信”並不盲目，因為它作為空間科學試驗平台具有獨特的優勢，主要體現在無人值守、具有更好的微重力水平、適應載荷射前操作和適時返回支持能力強、係統規模適度及工程實施代價低等方麵。
當前，返回式衛星仍然保持著多艙構型、無整流罩發射、部分返回、彈道式再入的技術狀態。隨著具有返回需求的空間任務需求日益旺盛，返回式衛星麵臨著更低成本、更強返回能力、更好在軌服務能力的發展要求。
“業界大佬”的第二春
如今，一度門庭冷清的返回式衛星或將迎來自己的“第二春”。恰逢此時，可重複使用的概念為返回式衛星帶來了新機遇。
近年來，可重複使用火箭得到了國內外航天領域的廣泛關注，其發展的核心意圖在於降低成本、增強效用。隨著防熱、控製、回收、熱控、減隔振等技術的發展，返回式衛星邁向可重複使用的技術基礎也日漸成熟。
和可重複使用火箭相比，返回式衛星可重複使用的起步要晚一些，也“低調”一些。
據相關科研工作者介紹，未來，可重複使用衛星將采用可維護防熱結構、可複用產品、彈道升力式再入、大回收艙與小留軌艙構型、近無損回收等技術，打造可重複使用衛星平台，規範載荷適配接口及優化研製模式，適應快速研製和發射實施，以較低的經費代價，具備1次研製投入適應10次～20次飛行的可重複使用能力，這不僅能夠極大促進空間科學等應用領域持續發展，也是拓展各國返回式衛星商業應用的必由之路。
重複使用要跨幾座“山”
對於衛星“可重複使用”這個目標來說，返回式衛星是具有先天優勢的。
返回式衛星不僅能夠滿足空間科學實驗項目的返回需求，也使得衛星平台能夠在完成軌道飛行任務後重返地麵。而從執行一次或多次任務後重複使用角度來說，返回式衛星內在具有“重複使用”的先決條件，可以通過係統合理設計鑄造返回式衛星的重複使用能力，有望成為降低這類航天器單次任務成本的重要手段。
然而，發展可重複使用的返回式衛星，其本質就是要建立起成本上的競爭力。如果不能節約單次任務成本，返回式衛星向可重複使用方向發展也就沒有意義了。那麽，如何營造具有成本競爭力的可重複使用返回式衛星呢？
從整體上來說，要建立發射、回收、測控及衛星研製全成本模型，以評估返回式衛星可重複使用的能力定位，如重複使用次數、有效載荷的返回承載能力。
從衛星研製模式來看，要研究科學、高效、成本匹配的可重複使用返回式衛星研製模式。在元器件選用及質保規範、單機研製及鑒定規範等方麵進行針對性定製，剔除不必要的研製驗證環節。
另外，返回式衛星擁有可重複使用能力的關鍵是要實現近乎完美的無損回收和防熱結構可維護。其次是防熱結構的可維護性，其主要目的是適應一次再入後損傷性防熱結構的更換與維護問題。
此外，可重複使用返回式衛星的潛在應用範圍可能很廣，所以這種衛星的平台安裝操作、供電、溫控等服務能力要滿足規範性、可擴展性、應用便捷性、技術先進、運行可靠等要求。
對於返回式衛星來說，可重複使用讓它們再次“聞”到了春天的氣息。
院成功舉辦可重複使用返回式衛星發展研討
來源：CAST 更新時間：2016年01月11日
近日，可重複使用返回式衛星發展研討會在白石橋中禮堂成功召開，本次研討會由五院主辦，總體部承辦，李明副院長主持。
應邀出席大會的有王希季院士、胡文瑞院士、李仲平院士，科技部高新司、科技部遙感中心等上級機關，農業部、林業局、航天員科研訓練中心等單位的領導和專家，80餘名專家學者濟濟一堂，暢所欲言。
本次會議正值我國首顆返回式衛星成功40周年之際，李明副院長回顧了返回式衛星的發展曆程，並介紹了大會的基本情況。隨後，6位專家先後以《中國返回式衛星成功四十年等為題，做了精彩的特邀報告，令大家受益頗深。
在會議專題報告環節，與會專家針對空間技術試驗規劃，空間微重力環境對材料、動植物、微生物的影響，載人航天生命保障、空間生物醫學、航天育種等對返回式衛星的需求，可重複使用返回式衛星平台關鍵技術，回收技術等相關領域，進行了廣泛而深入的研討。
本次研討會回顧了返回式衛星的發展曆程，總結了返回式衛星取得的重要成就，深入研討了我國可重複使用返回式衛星的發展途徑。會議的成功舉辦，搭建了主管機關、研製單位、用戶、高校院所之間的交流平台，對推動可重複使用返回式衛星技術的發展意義重大。
可重複使用返回式衛星參數——Reusabl Fanhui Shi Weixing (FSW)
重量：約3噸；
有效載荷：500kg，500W；
在軌時間：15天~6個月；
重複使用次數：20；
重複使用率： 80%;
維護時長：3個月;
軌道高度：500公裏
著陸速度：小於 5米/秒
The satellite consists of two cabins, namely, the recovery capsule and the power & propulsion module.
The recovery capsule is the main part ofthe satellite and the major part of the electronic equipment and all payloads areinstalled in the recovery capsule.
The small power & propulsion module is installed in the rear end of the recovery capsule and it integrates the functions of both thepropulsion subsystemand thepower subsystem.
Overall weight of the satellite is 3000kg, with the propulsion module amounting to 700kg, the recovery capsule amounting to 2300kg, and the recovery payloadsamounting to 500kg.
