摘要： 较高的自主控制水平
日前，我国在东风着陆场成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。其搭载的植物及微生物育种载荷、自主可控和新技术验证试验载荷、空间科学实验载荷等回收类载荷全部顺利回收。
我国在1975年就成功回收第一颗返回式遥感卫星“尖兵一号”，成为世界上第三个掌握卫星回收技术的国家。如今的实践十九号卫星与之相比有何技术亮点？有的人可能还有疑惑，中国有了自己的空间站，还有必要发射返回式技术试验卫星吗？解放日报·上观新闻记者专访了 上海市宇航学会资深航天科普专家陶建中。
【实现了较高的自主控制水平】
所谓返回式卫星，是指在轨道上完成任务后，部分结构会返回地面的人造卫星。返回式卫星最基本的用途是照相侦察，后来由于可从卫星上直接传送影像数据到地面，其功能又演变为可回收实验品的空间实验室。
“相比一般的返回式卫星，实践十九号卫星在技术上有了更大的进步，其最大特点是实现了较高的自主控制水平，实验平台可重复使用。”陶建中说，实践十九号卫星突破了可重复使用、无损回收、高微重力保障等关键技术，达到国际先进水平。
据介绍，实践十九号卫星的返回式装置不仅可以安全返回，还能多次重复使用；受试产品在返回时经受了大气层高热摩擦和高速撞击地面的考验，做到了无损回收；空间失重状态下，得益于自主控制技术，保障了实验顺利进行。
【高性价比的选择】
有了空间站就不需要发射返回式技术试验卫星了？“这是一种误解。”陶建中说。
空间的高真空、高清洁度、强辐射、微重力等实验条件是地面所不具备的，因此返回式技术试验卫星受到各个航天大国的青睐，也是中国发射数量最多的一种人造卫星。
尽管现在可以在空间站开展多项科学实验，但载人航天的高成本相比返回式技术试验卫星是数量级差异。此前，已有多位游客前往国际空间站，平均费用大约为2000万美元。不久前的人类首次商业太空行走，外界估计4名太空游客至少平均花费5千万美元。
“美国官方曾经发布过一个数据，单纯发射1千克卫星的成本大约为1-3万美元。马斯克重复使用火箭发射卫星，使得价格大大下降，1千克卫星的发射成本可以控制在3千美元。”陶建中说，特别是可重复使用返回式技术试验卫星明显更省钱，有其成本优势。因此，就算我国有了自己的空间站，返回式技术试验卫星依然是一个高性价比的选择。
什么是返回式遥感卫星？
1968年2月，中国第一颗返回式遥感卫星方案论证工作完成以后，返回式遥感卫星的总体研究任务开始转到空间技术研究院，任务正式落到了此时正在主持研制“东方红一号”卫星的孙家栋肩上。
从此，孙家栋开始担任起中国第一颗返回式遥感卫星技术总负责人。
20世纪60后代的中国，虽然还没有研制过返回式卫星，甚至连第一颗卫星还处于研制状态，但对一系列探究火箭的回收技术，科学家们还是有一定的经验的。
早在1959年秋天，一群平均年龄仅21岁、刚刚走出大学校门的年轻人便接受了研制小型探空火箭回收系统的任务。 经过一系列试验，终于多次成功地完成了气象探测、生物试验、电离层探测、高空试验和红外地平仪试验等火箭回收工作。
从探空火箭上取得的回收技术，为返回式卫星的成功创造了必要条件。
当然，火箭不是卫星，返回式卫星的结构十分复杂，全星由结构系统、温度控制系统、摄影系统、姿态控制系统、程序控制系统、遥控系统、遥测系统、跟踪系统、返回系统、天线系统和供配电系统组成。
卫星的返回过程简单地说，是在预定轨道完成任务后，为了使制动火箭按预定的推力方向工作，卫星首先进行瓷态调整，即将卫星从轨道运行时的头部向前姿态转到底部稍稍向前的姿态。 然后，返回舱与仪器舱分离。 接着，用起旋发动机使返回舱绕地轴旋转，以稳定返回舱的姿态。 随后，制动火箭点火工作，使返回舱从卫星运行轨道转到一条飞向地面的轨道。
在进入大气层前，消旋发动机开始工作，使返回舱的自旋速度减小，以便返回舱再入大气层后能较快地转到头部朝前的姿态。
返回舱在下降到离地面一定高度时，抛掉制动火箭壳体和底部防热罩。 最后，装在返回舱的降落系统的4顶降落伞依次打开，返回舱乘着主降落伞以每秒14米的速度安全着陆。
中国返回式卫星的研制虽然起步较早，但进展却十分缓慢，由于当时各种实际原因，返回式遥感卫星的研制进度和发射计划一再拖延。
返回式卫星的研制必须要经历四个阶段。 首先是方案论证阶段，这在1967年9月已经圆满完成。 然后是方案设计阶段、初样研制阶段和正样研制阶段。
1970年，中国的第一颗卫星发射成功之后，美国《航空周刊》的老克拉斯即发表评论说：
预计在10年内，也许就在1975年，将会有新的旅行伙伴加入美苏的秘密侦察卫星行列。
新的旅行伙伴，即指“返回式卫星”。
为加速中国第一颗返回式卫星的研制进程，国防科委建议将这一工程列为国家重点工程。
周恩来批准了这一建议，并指示在北京地区组织大会战，由此全面展开了各系统的研制和发射准备工作。
返回式遥感卫星的正检星从1973年4月开始，进行了为期8个月的噪声、分离冲击、热真空和整星振动试验，获得了大量的试验数据。
孙家栋组织研制人员，针对暴露出来的问题又制定了若干改进措施。
返回式遥感卫星是一种用于国土普查的遥感卫星，被广泛应用于大地测量、资源勘探、资源普查、交通建设、城市规划等很多领域。 因此，尽快将返回式遥感卫星发射上天投入使用，必将在我国国民经济建设中发挥重要作用。
返回式遥感卫星最主要的作用是要有较强的观测能力，最主要的技术指标是对地观测的分辨率。
卫星的观测能力表现在卫星飞行时间和卫星所携带的胶片数量。 卫星上所使用的电源是锌银蓄电池组，卫星飞行的时间完全取决于锌银蓄电池组的容量。
卫星在空中飞行拍摄，受地球天气的影响比较严重，云量天气的影响大约占40％至60％，如果能够增加飞行时间，不仅可以增加拍摄区域，而且在观测区域的安排上可以根据气象情况进行拍摄调整，可以充分提高胶片的利用率。 卫星所携带的胶片量是对地观测能力的重要因素，但胶片量的增加不仅涉及火箭的运载能力，也涉及星载遥感相机和卫星返回舱的综合布局。
当时，除了要完成卫星本身的研制，在研制中还要与星上有效载荷的研制同步进行。
星上相关技术的攻克情况，比如全景扫描相机光学设备、胶片的厚薄及质量水平等，所出现的问题会直接涉及到卫星方案，常常会牵一发而动全局，不仅大的方案，就是很多具体细节都需要孙家栋随时进行全面考虑，综合协调。
第一颗返回式遥感卫星的形状为羽毛球状的钝头截锥体，最大直径2200毫米，总长度3144毫米，头部半锥角为10度。 由仪器舱和返回舱两个舱段组成。 卫星由有效载荷、结构、电源、控制、热控、程控、遥控、遥测、跟踪、天线、返回，共11个系统组成。 这一环扣一环，各个系统紧密结合恰似巧夺天工般的杰作。
孙家栋组织总体部门将任务分配到各个系统，由各个系统按照总体技术、质量指标开始研制。
有效载荷为胶片型可见光遥感相机，卫星完成全部摄影任务后，由返回舱脱离空中运行轨道带着胶片舱返回地面。
结构系统主要是仪器舱和返回舱两个舱段。 仪器舱具有良好的密闭性，以满足遥感相机在太空工作的压力环境。 仪器舱壳体为铝合金金属结构，舱内主要安装遥感相机和在轨道上工作的仪器。 回收舱内衬为铝合金，外部为耐高温的抗烧蚀材料。
电源系统包括锌银蓄电池组、电源变换器、配电器及其电缆等设备。 其功能是为卫星上的设备供、配电，保证星上设备正常工作。
控制系统包括姿态控制和轨道维持两部分功能。 姿态控制是对地定向三轴稳定系统，以满足有效载荷对地摄影的姿态要求，用陀螺和红外线地球敏感器作为姿态测量部件，用冷气喷气系统作为执行机构来完成控制功能，正确地完成运行及返回前的姿态基准。
热控系统的功能是通过保温与散热等不同措施，保证卫星上设备所要求的环境温度。
程控系统的主要功能是产生程序控制指令，控制遥感相机和其他设备的定期开、关机。
遥控系统的功能是接收地面发送的指令信息，接收机收到指令后，向星上其他设备发出指令，控制星上设备的开关机以及状态变化。
遥测系统的功能是采集星上的数据，经过编码、调制后，由无线电射频传输到地面站，经对面站接收、解调和处理后得到所需要的卫星工程数据。
跟踪系统的功能是利用星上双频测速和雷达测距设备，由地面和星上设备相互配合测出卫星到地面站的方位和距离，经计算得到卫星的轨道数据，完成地面跟踪和轨道测量。
天线系统是为完成遥控、遥测、跟踪、回收标位等设备无线电信号发送和接收所配套的设备。
返回系统是当卫星完成在轨遥感摄影和科学试验任务后，由姿态控制系统调整好卫星姿态，保证返回舱与仪器舱分离后，执行卫星的回收程序，发出制动发动机点火、无线设备开机、降落伞开伞等一系列指令，使返回舱安全着陆返回地面。
在孙家栋的主持下，中国的第一颗返回式遥感卫星的研制工作终于就要完成了，研制人员期待着它早日通过测试，飞上蓝天。
返回式卫星中国返回式卫星技术成就与展望
中国返回式卫星的发展历程在中国航天事业中占据重要地位，自20世纪70年代起，国家成功研制并发射了六种型号的返回式卫星，总计进行了24次发射，它们在国土普查、大地测量、河流海岸监测等多个领域发挥了显著作用。 这些卫星不仅提供了宝贵的遥感资料，还承载了众多科学实验，取得了丰硕的科研成果。
从第一代开始，如FSW-0的10次发射中，卫星制造、发射、测控和回收技术得到显著提升。 FSW-1在计算机控制和舱压控制方面有所突破，卫星飞行时间延长。 FSW-2至SJ-8各型号卫星，如FSW-3的18天工作寿命和FSW-4的27天，都体现了技术的进步。 它们的重量、尺寸、姿态控制精度、稳定度等指标均有详细规定，如FSW-4的侧摆能力和星上时间精度表现优秀。
返回式卫星的任务完成情况显著，如FSW-0实现了航天遥感零的突破，FSW-4提供了中国最高分辨率的航天照片，SJ-8完成了多个科学实验，其中包括空间生物科学、材料研究、热力学等多个领域的研究。 这些卫星的应用广泛，如在城乡规划、地质资源勘探、考古和空间育种等方面，对社会和经济产生了积极影响。
扩展资料返回式卫星指在轨道上完成任务后，有部分结构会返回地面的人造卫星。 返回式卫星最基本的用途是照相侦察。 比起航空照片，卫星照片的视野更广阔、效率更高。 早期由于技术所限，必需利用底片才能拍摄高清晰度的照片，因此必需让卫星带同底片或用回收筒将底片送回地面进行冲洒和分析。 各个航天大国都曾利用返回式卫星作军事侦察及国土普查用途。 现在由于可从卫星上直接传送影像数据到地面，返回式卫星的功能又演变为进行需要回收实验品的空间试验室。
什么是返回式卫星？
返回式卫星是我国自行研制的一种低轨道卫星，用三轴稳定，对地心定向，返回舱可安全回收。 可返回的卫星并不是整个卫星都要返回到地面。 为了减轻卫星再入防热结构和降落伞着陆系统的重量，从而也减轻整个卫星的重量，在设计中有意识地将必需返回的物品和在返回过程中需要工作的设备，集中在一个舱体里，称为返回舱或回收舱。 将其他无需返回的物品集中在另外的舱体里，如设备舱、轨道舱。 在卫星返回地面之前，将无需回收的舱体全部抛掉，只有返回舱经过一系列技术措施返回到地面。
从１９７５年１１月２６日，我国发射成功第一颗返回式卫星以来，至今已成功发射１７颗，其中１６颗按预定计划返回地面。 最让人难忘的是，我国的每一颗返回式卫星几乎都有一个动人的故事。
首次发射的返回式卫星，落到本国的大陆上。 当时降落伞未打开，但万幸的是一棵大松树起到了缓冲作用，砸在树头上的卫星返回舱掉下来正好落在斜坡上弹起来，避免了粉身碎骨，而且最有价值的卫星“黑匣子”被摔出后，由于有一层橡胶保护套，“黑匣子”没有摔坏。 回收基本上成功。
第二颗返回式卫星落在某地的山坡上。 由于这里是穷乡僻壤，层峦叠嶂，只有弯弯曲曲的羊肠小道。 回收人员驱车赶到村里后就没有了路，只好肩扛手提一二十公斤重的工具箱跋山涉水，第二天才到达现场。 群众早已把卫星返回舱围个水泄不通，好奇地询问天上落下来的是什么东西。 最后，由村子里的十几个小伙子费了很大的劲才把这位天上“来客”抬到公路上，然后用汽车运到机场送回北京。
有一颗返回式卫星降落在一个山村里，正在家门前玩耍的一个６岁男孩突然发现天空徐徐飘落下一顶降落伞，惊恐万分地喊叫着。 屋里的老人出来一看，不知天上掉下来的是什么，连忙拉着孙子回屋，在祖宗的供位前祈祷，保佑一家平安。
另有一颗返回式卫星落入沱江中的一个转弯处，在渔民的帮助下，找到准确位置，费尽周折打捞上来。 幸好卫星密封性能极好，没有进一点水，返回舱完好无损。
我国的返回式卫星有的落在矿山，有的挂在树上，有的栽在田野里。 由于回收区地处偏僻，当地人从未听说过卫星为何物，刚开始见到卫星时，不知这个大黑铁疙瘩是什么东西，从何而来，使他们感到惶恐不安，也很好奇。 随着卫星在回收区着落得多了，山里人也见怪不怪了。 每当卫星回收人员带走返回舱时，他们只提出签字留名作个纪念的要求，证明卫星落在这个村里，落在谁家的田里或门前，以视为莫大的骄傲和荣耀。
