——實踐十號衛星回收艙回收過程全紀實
4月的四子王旗草原初露春意，大風過境，大地被夕陽染得金黃。回家了。我國第一顆微重力科學實驗衛星——實踐十號衛星回收艙在經過204圈的在軌飛行后，終于要在這里回家了。
從4月6日凌晨實踐十號升空到4月18日回收艙重返地球，負責衛星抓總研制的中國航天科技集團公司五院的試驗隊員們，已經在這里守候了10余天。
這次實踐十號回收艙回家，意味著我國返回式衛星和四子王旗一樣，將迎來它的又一個春天。
回收艙著陸 （劉欣/攝）
返回式衛星首次在草原“回家”
4月18日，在實踐十號回收艙著陸50分鐘前，四子王旗回收場，4架搜索直升機呼嘯而起，如雄鷹般刺破天空，前往回收區四角布陣。
迄今為止，我國共發射了25顆返回式衛星。前24顆回收艙的落點都選在了四川山區。在內蒙古大草原著陸，實踐十號回收艙尚屬首例。
中國航天科技集團公司五院實踐十號衛星總指揮邱家穩說，四川山區會給尋找回收艙帶來困難，過去之所以將著陸區選擇在那里，是因為那里的人口和城鎮相對較少。近年來這個地區人員密度增大、城鎮化速度加快，已不適合在此開展回收工作，因此，實踐十號回收著陸區選擇了具有比較成熟回收條件的四子王旗。
實踐十號衛星攜帶的既有返回載荷，也有留軌載荷。回收艙的回家路是從和留軌艙分離開始的。走完這段路，它大約需要15分鐘。
16點15分，監控數據開始顯示，實踐十號回收艙進入返回軌道、過載開關啟動、減速傘打開、主降落傘打開……在回家路上，實踐十號回收艙非常流暢地完成著“規定動作”。
事實上，實踐十號回收艙是否能安全回家，早在其回家道路規劃時就已經注定。用邱家穩的話說，“道路決定成敗”。
這是一條彈道式返回軌道。邱家穩表示，實踐十號衛星在距離地面252公里的近地軌道進行回收，這種回收方式最為簡單可靠，性價比最高。
彈道式返回存在一些弱點，比如，航天器在進入返回軌道后通過大氣層時，只受阻力作用而不產生升力，下降速度快，空氣動力過載大，落點無法調整和控制，可能與設計返回軌道時的理論落點產生偏差。不過邱家穩給出了“定心丸”——研制人員已將實踐十號回收艙和留軌艙的分離參數設計得十分精準。
直升機在空中盤旋，機載信標天線不斷發出信號，尋找衛星回收艙上信標機傳出的特殊波段頻率。直升機的電臺不斷發出“嗞嗞”響聲。搜索人員屏息凝神，操作預備，靜待目標出現。
“各號注意，回收艙彈傘艙蓋，搜索開始。”“收到信標信號，定向穩定。”“直升機目視回收艙乘傘下降”……電臺不斷傳出指令。
16點25分左右，回收艙出現在人們視野里，它撐著120平方米紅白相間的降落傘踏云而歸。16點30分，它以每秒鐘13米的速度平穩著陸內蒙古大草原，為大地獻上“第一個吻”。
工作人員快速處置回收艙 （宿東/攝）
精心護航鋪就回家“坦途”
搜索直升機陸續抵達回收艙著陸點，向著落點“俯沖”落地。負責回收艙狀態檢查和降落傘處置的五院試驗隊員劉欣、賈華明快速跳下直升機，迎著揚沙快速向已經被大氣層灼燒過的回收艙跑去。
試驗隊員們要盡全力快速切斷降落傘、檢查載荷狀態、切斷星上電源。載荷中的生命科學實驗樣本對于回收艙內部環境的要求非常苛刻，留給試驗隊員們只有3個小時的轉運時間。
在現場莊重而緊張的氣氛中，所有操作一氣呵成。之后，直升機非常麻利地吊起回收艙，迎著夕陽，向交付現場轉運。
實踐十號回收艙從開始回家到著陸，看似順利，但這條回家的路真的平坦嗎？當然不是。
返回式衛星回收技術的復雜性之高在行業內是公認的。五院實踐十號衛星總設計師趙會光說，雖然“實踐十號是站在巨人的肩膀上眺望遠方”，但仍然要突破一系列技術障礙。
“衛星控制系統要準確地調整衛星姿態，留軌艙和回收艙要進行有效分離，回收艙要具備良好的防熱、隔熱性能，還要配置良好的減速和緩沖設備。”趙會光說，研制者們為實踐十號安裝了很多新設備和新系統，讓這顆衛星變得渾身是寶。
事實上，這些新突破從實踐十號踏上歸途的那一刻就已經開始發揮作用了。
回收艙在衛星飛行204圈時升軌返回。衛星配置了多個陀螺，在變軌過程中，這些陀螺的“健康狀況”對于姿態安全具有關鍵作用。同時，控制系統設計了自主對陀螺進行簡化快速診斷的功能，一旦發現陀螺故障即可自主進行一次切換，保證衛星定姿正常。
五院實踐十號副總設計師李春華介紹，為了控制回收艙返回大氣層時產生的高達上千度的熱量，研制者們對回收艙熱控系統進行了“精心布局”，同時為艙體制備了耐熱的特殊材料，能把大量的熱量迅速帶走，確保回收艙內溫度正常。
航天器返回過程中常見的“黑障”階段是無法受到監控的，在那幾分鐘里，科學家們只能焦急地等待。研制者們為實踐十號安裝了脈沖雷達應答機，保障回收艙在穿出“黑障”后信號盡可能快地被搜索到，也大大提高了衛星落地時的測量精度。
針對回收時各種“意外情況”，研制人員還制定了非正常處置預案，確保各種模式下都能順利回收。“漫漫回收路，一步一突破。”五院實踐十號衛星回收艙回收試驗隊隊長劉慶華說，回收艙返回過程看似簡單，背后是研制者們工作的艱苦卓絕。
科研人員從回收艙里取出搭載物 （宿東/攝）
星上“乘客”舒適天地往返
據資料統計，實踐十號衛星返回距上一次返回式衛星實踐八號返回已經10年了，這顆衛星將要實現的實驗效果也被科學家們期待了10年。
用李春華的話說，這一次如果回收艙不能及時返回，之前從200多項申請中“精挑細選”來的科學實驗項目將成為科學家們永久的遺憾。即使在返回過程中稍有差錯，這些科學實驗效果也將受到極大影響。
在載荷交付現場，回收艙被很快開啟。經檢查確認，艙中所有“乘客”狀態良好。現場為此次返回式衛星與空間科學實驗的完美組合響起了經久不息的掌聲。在此之后，這些實驗裝置會被送到各研究單位進行下一步研究。
從五院公布的數據來看，這顆衛星一共搭載了19個實驗載荷，涉及28項科學實驗。這是人類迄今為止，單次空間微重力實驗和生命科學實驗項目及種類最多的衛星任務。而回收艙，是完成全部9項空間生命科學實驗和2項微重力實驗的重要“基地”。
由于這次太空實驗的特殊性，“乘客們”對于實踐十號熱控、微重力、供配電能力、回收保溫等要求非常高。更特別的是，空間科學實驗中涉及多種生命體，需要冷熱溫度適宜的舒適環境。
為了讓這些“乘客”時刻保持“舒適自在”，實踐十號衛星在返回衛星領域首次引入流體回路系統，并成功研制出我國最大的航天器熱控冷板，同時開展了多項專項分析和驗證，為實踐十號——這座“太空實驗室”安全、舒適地良好運行鋪平了道路。正像實踐十號工程總師唐伯昶所說的那樣，“我們為它量身訂制了許多新功能，既保證實現科學目標，又要守護它平安回家。”
不僅如此，與以往的返回式衛星相比，實踐十號衛星首次將程控、遙測、遙控分系統的功能整合，形成了數管分系統。這個“大管家”始終兢兢業業地關注每個科學實驗載荷的不同需求。在運行過程中，“大管家”可以根據實驗需求隨時給供配電、熱控等分系統分配任務，合理安排在軌時間，進行天地遙操作。
值得關注的是，實踐十號衛星作為一項開放的衛星任務，科學實驗的提出和參與單位包括中科院11個研究所和6所高校，并與歐空局開展了緊密的國際空間合作。
“實踐十號衛星開啟了返回式衛星的‘科學新模式’。”邱家穩說，不管是發射還是返回，對于中國空間科學研究都是一個新的開始。隨著實踐十號任務的成功，我國返回式衛星將迎來第二個春天，未來，返回式衛星將成為我國空間科學實驗技術邁上一個新臺階的“守護神”。
