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空间科学实验是返回式卫星的未来

2018-01-31 08:48 来源:中国科学报 
2018-01-31 08:48:01来源:中国科学报作者:责任编辑:吴劲珉

空间科学实验是返回式卫星的未来

——唐伯昶回忆与实践十号的那些事儿

  ■记者 倪思洁

  唐伯昶的人生,与共和国返回式卫星的发展融在一起。从1975年我国第一颗返回式卫星成功返回,到2016年实践十号返回成功,中国一共进行了25颗返回式卫星的研制。每一次,唐伯昶都在。

  在中国航天科技集团公司五院总体部的办公室里,这位经历了无数次卫星发射和回收的新型返回式卫星总指挥、总设计师,特意把实践十号模型摆在了办公桌上,因为这颗卫星见证了技术与科学的完美融合——它不仅是25颗返回式卫星中的一颗,还是我国首颗微重力科学实验卫星。

  设计:“协调一致确保实验顺利完成”

  “一别京城到酒泉,沙漠景物似昨年。炎炎赤日照戈壁,滚滚黄沙蔽日天。”近50年来,作为卫星的工程总设计师,唐伯昶去得最多的地方就是酒泉卫星发射场,对卫星、运载火箭、发射场、测控等各系统早已了如指掌。

  接到实践十号首席科学家、中科院院士胡文瑞的多次邀请后,唐伯昶决定接受中科院的聘请,出任卫星工程总设计师。“卫星工程是个大系统,工程总设计师的责任就是要使技术能够准确把握、协调一致,确保任务顺利完成。”唐伯昶说。

  根据实践十号卫星工程目标,需要通过卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统、地面支撑系统和科学应用系统协调工作,完成多项科学研究空间实验任务,实现科学实验样品的回收和科学数据的下传。

  虽然实践十号卫星平台和长征二号丁运载火箭都属于成熟型号,但为了让卫星与科学实验更完美地对接,唐伯昶依然对发射场、卫星平台等方面的技术进行了严格审查和把控。

  “其中一项就是在发射塔架上增加一个起吊工具。”唐伯昶说。过去,在卫星发射前,要先把卫星放到运载火箭上,之后把卫星的“头壳”取下来,把载荷放进去,再依靠吊车把“头壳”装上。为了减少转载时间,避免生命科学实验在地面就开始反应,发射场和工程设计所人员增加塔上起吊工具,加速了实验箱的射前安装进度。

  为了控制卫星上的实验温度,卫星设计组人员还专门改造了卫星平台,使回收舱的实验环境可以恒定在22摄氏度左右。

  这类改进得到了科学家们的认可,也为后来科学实验的成功夯实了基础。

  “科仙欲问天,出嫁送居延。火箭英姿爽,卫星靓丽嫣。漂浮微重力,实验运行圈。发射东风镇,归来大草原。”2016年2月,唐伯昶在酒泉发射场满怀信心。

  回收:“凡是第一次都难免会担心”

  “落点中心凝视望,卫星再入飞来向。已过预时无迹象,偏航向。回舱已在西边降。向着简阳飞车往,黄昏看到回舱样。转运山间抬大杠,公路放。汽车再转飞机上。”

  1975年12月,唐伯昶在四川用这首词记录了当时的紧张与慌忙。那一年,我国第二颗返回式卫星刚刚成功回收不久。

  40年后,2016年4月6日,在酒泉卫星发射中心,实践十号由长征二号丁运载火箭发射升空。12天后,在西安测控中心,唐伯昶和团队成员们一起实时监控着实践十号的归来。

  对于回收,唐伯昶早已没有40年前的那种紧张,“对于卫星落回有效区域,我们还是比较有信心的” ,不过,回收的那天,唐伯昶心里仍不轻松,因为这一次为了保护好返回舱内的实验样品,回收落点从以往的四川挪到了内蒙古四子王旗,这意味着卫星轨道、点火时间要重新计算,回收设施也要重新安排。

  “凡是第一次都难免会担心。”唐伯昶最担心的是时间长了样品可能失效。与其他返回式卫星不一样,实践十号搭载了由中科院11个研究所和6所高校承担的19个科学实验项目,11项科学实验在回收舱进行。

  4月18日16时30分,回收舱准确降落在四子王旗预定着陆区域,回收舱着陆状态正常、外观良好,11台科学实验载荷及样品快速交付科学应用系统。

  “天公作美时机好,雪后初晴少许风。正确调姿回国内,准时再入落圈中。陆航武直迎归女,吉兆蓝天映彩虹。怒放天花开大伞,朱和镇里贺成功。”在四子王旗,唐伯昶写下了这首七律以贺新功。

  未来:“真正作用是做科学实验”

  “卫星天上作科研,四月阳春上九天。导线燃烧观火焰,细胞分裂看图传。功能炉内单晶亮,植物箱中稻麦鲜。在轨温精微重好,各科成果领前沿。”

  2016年4月,唐伯昶在酒泉发射场期待着星上的实验箱能产出更多成果。其中舆论关注度最高的,是小鼠胚胎发育实验。我国科学家成功观测到小鼠早期胚胎在太空中发育的全过程,在世界上首次证明了哺乳动物胚胎细胞可以在太空中发育。

  令唐伯昶感慨的还有中科院在空间科学卫星任务中的成熟与成长和中科院国家空间科学中心在有效载荷总体和工程大总体双重职责中发挥的统筹协调作用,“我们很高兴地看到,中科院空间科学先导专项里的实践十号和其他三颗卫星,使中科院在工程总体方面提高了一大步” 。

  “现在,返回式卫星真正的作用就是做科学实验。”在唐伯昶看来,以往主要用于国防、遥感探测等领域的返回式卫星,将成为微重力实验的最佳平台。随着返回式卫星回收利用效率的提升,其研制及发射成本会进一步降低。

  “丙戌巡回又丙申,古稀已到尚全勤。星船廿五辉千载,国奖三回值万金。散曲诗词为爱好,人生足迹见诗文。二胡演奏云追月,千米连游到八旬。”

  2016年5月19日,实践十号任务完成后,唐伯昶在70岁生日写下了航天人的豪迈与自信。他也期盼着,有更多科研项目可以用上返回式卫星的平台,为中国科技发展再添辉煌。

[责任编辑:吴劲珉]

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