返回式卫星的华丽“转型”——我国首颗微重力实验卫星研制记

正作为我国首颗微重力科学实验卫星,实践十号卫星的使命是开展空间科学实验,研究、揭示微重力条件和空间辐射条件下物质运动及生命活动规律,这不仅具有较大的社会效益和经济效益,而且对推进我国空间领域的科学探索也有重要的意义。"及时雨"实践十号诞生恰逢其时提到返回式卫星,大家并不陌生,到2006年为止,我国共成功进行了24次返回式卫星的发射。通过这些任     

中国首颗微重力科学实验卫星升空

正2016年4月6日1时38分,中国首颗微重力科学实验卫星——实践十号返回式科学实验卫星(简称"实践十号卫星")按照预定窗口时间,由长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心准时发射升空。卫星进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。实践十号卫星于2012年12月31日正式立项,是空间科学先导专项首批科学实验卫星中唯一的返回式卫星,主要科学目标是利用太空中微重力等特殊环境,开展涉及微重力流体物理、     

美国准备购买苏联的空间核电源

一家由美国战略防御办公室牵头组成的集团,计划购买苏联的“托帕斯2”型空间核电源系统,这一行动将为苏联先进空间技术在美国开辟一个广阔的市场。美国能源部、宇航局和空军的官员都希望通过吸收消化苏联的部分先进技术来促进美国空间核电源计划的发展。苏联原子能研究院的一位科学家说,苏联出售这类高技术产品的一个原因就是换取美元硬通货,以缓解目前的经济困境。苏联有可能向美国大量出售类似“托帕斯”的空间核电源,这类电源可用于商业通信卫星、导航卫星等。核电源也有极其重要的军事价值,例如用于军事侦察、军备控制监视等。如果没有核电源,     

阿里安-5火箭将发射微重力舱

法国最近向欧空局提出,将从1996年开始用阿里安—5运载火箭发射返回式微重力实验舱。这项计划已得到欧空局重力咨询委员会的支持。进行微重力实验目前只能用美国航天飞机、苏联和平号空间站和资源卫星-F的回收舱(还有中国的返回式卫星——编者注)进行。欧空局将从1992年起研制“阿里安回收轨道运载器”(AROC),1995年用阿里安-5运载火箭发射AROC作鉴定飞行,飞行费用为500万欧洲计算单位,1996年提供商用。     

悉数实践-10卫星的"第一"头衔

1 我国第一颗专门的微重力科学实验卫星 实践-10返回式科学实验卫星是为开展多项"微重力科学和空间生命科学"空间实验而专门量身定做的返回式卫星.卫星的承载能力、微重力水平、实验载荷服务支持能力等较以往返回式卫星均有进一步提升,是我国新一代具有安全回收、适应中长期在轨试验、应用灵活和成本低廉的空间科学实验平台.在结构布局上,它充分继承了以往返回式卫星的结构特点,外形是一个圆柱圆锥组合体,内部则是由4个舱段构成的仪器舱及返回舱.根据任务要求,实践-10卫星在轨道设计上也进行了调整,由以往返回式卫星的椭圆轨道变为圆轨道,这一改变,大大提高了微重力水平,为更好地开展微重力环境下的科学实验提供了有力的支撑.     

空间站微重力流体实验设备需求分析

对国际空间站和中国科学实验卫星及载人飞行器上开展的微重力流体实验情况进行论述和分析,重点分析了国际空间站（ISS）微重力流体科学实验设备情况.根据中国空间微重力流体物理科学发展需求,结合国际空间站微重力流体科学实验对设备的需求,提出了未来在中国空间站开展微重力流体实验时空间实验设备需要重点考虑和解决的问题,同时提出相关设计建议.      

典型弱浮力环境下导线绝缘层的着火先期特性

根据实践十号（SJ-10）科学卫星导线特性箱有效载荷的地面低压模拟实验,通过搭建低压微重力模拟实验台,研究了典型低压弱浮力（3kPa）环境下不同绝缘层种类、厚度和过载电流对导线绝缘层着火先期特性的影响.实验获得了导线绝缘层着火先期的温升特性和烟气析出特性,并根据对比常压（1atm）下绝缘层着火先期特性的结果,初步预测了微重力条件下卫星在轨飞行绝缘层的着火先期特性,低压实验结果为SJ-10卫星空间实验工况优选提供了重要依据.      

微重力环境下植物培养箱设计

基于空间微重力下植物的生物学效应及其微重力信号转导研究需要,在微重力条件下培养拟南芥,获得经微重力条件生长的拟南芥样品.在空间实验过程中实时采集、存储和传输植物样品的数字图像,并根据生物样品的生长周期对生物样品进行低温固定和储存,再由返回式卫星带回地面,开展微重力植物生物学效应研究.      

微重力池沸腾传热研究

对利用中国返回式卫星搭载开展的两次微重力池沸腾空间实验及地基常重力和落塔短时微重力实验的结果进行了评述. 研究发现微重力时丝状加热器沸腾传热会略有强化, 而平板加热器则在高热流条件下明显恶化. 微重力时, 气泡脱落前存在沿加热面的横向运动, 加剧了相邻气泡间的合并, 合并气泡会在其表面振荡作用下从加热面脱落. Marangoni 效应对于微重力气泡行为有重要影响.      

中国微重力科学研究回顾与展望

微重力科学主要研究微重力环境中物质运动的规律,以及不同重力环境中重力对物质运动的影响.中国微重力科学研究起步于20世纪60年代,兴起于80年代中后期,经过多年发展,目前已初具规模,在一些重要方向具有明显特色和一定优势.本文回顾了中国微重力科学研究的早期历程,评述了近年来中国微重力科学研究进展,特别是利用实践十号科学实验卫星、天宫二号空间实验室等空间平台开展的微重力科学与技术应用研究取得的最新成果,并对中国载人空间站时代微重力科学发展的前景予以瞻望,推动微重力科学与应用研究在中国的快速、可持续发展.      

航天简讯

欧洲英托空间组织研制新型微重力实验装置欧洲英托空间(Intospace)组织开始加紧研制处理超导材料用的新型微重力实验装置。这个装置称为Suleika,其发射时间暂定在1989年下半年,使用哪一种运载系统将在1988年底前决定。英托空间组织现正考虑的发射系统有美国的航天飞机、苏联的光子回收航天器以及中国的长征运载火箭。这项任务是1988年8月成功地用中国的回收舱(长征2号火箭发射)搭载进行Cosima蛋白质晶体增长实验飞行的继续。Suleika将     

主编的话

伴随着新年的钟声,《空间科学学报》已悄然走过39载。在广大作者、读者的关心与支持下,在全体编委、审稿专家的共同努力下,学报的学术水平、编校质量正在稳步提升。2019年,中国空间科学发展平稳推进。嫦娥四号探测器实现了人类探测器首次在月球背面软着陆,微重力技术实验卫星发射升空,空间环境地基综合监测网项目正式启动,增强型X射线时变与偏振空间天文台、广目地球科学卫星、先进天基太阳天文台卫星及引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星等研制进展顺利。     

在太空中搭建的临时实验室我国首颗微重力科学实验卫星实践-10凯旋

1 总体概述 目前,不少国家的科学家们都想利用多种方式打造微重力环境开展研究,比如抛物线飞机、探空火箭、宇宙飞船和空间站等实验平台,但它们有的只能提供几分钟甚至更短的微重力环境,有的则价格昂贵,带回样品比较有限,周期也较长, 这对空间生命科学等一些短周期科学实验有较大限制,要想进行周期和价格都合适的微重力研究,返回式卫星是一个很好的选择.返回式卫星运行周期短,适合开展短周期的空间科学实验.这种卫星技术现已比较成熟,且比较便宜.其外形类似于弹头,所以发射时不需要整流罩,卫星的星体就承担了整流罩的作用.     

西德将用我国返回式卫星进行微重力实验

西德研究部和中国不久前签署了一项协定:西德将在1988年和1989年用中国返回式卫星进行两项微重力研究实验。第一项实验是由“印托空间”(Intospace)组织准备的有关微重力蛋白结晶生长(采用西德药品研究所提供的一百多个样品)。西德将放置15公斤的有效载荷,在空间飞行8天后予以回收,支付100万美元。这将是国外第二次使用中国的返回式卫星。     

SJ-10卫星固体材料燃烧实验装置

为对微重力条件下固体材料着火和火焰传播特性进行研究,研制了实践十号（SJ-10）卫星固体材料燃烧实验装置.利用空间高真空条件,采用实验段内气体环境更新和控制技术,实现了在有限实验空间内对多个实验样品进行研究,并提供准确可控的实验环境条件（氧气浓度和气流速度）.通过地面试验验证,该装置可通过实验样品、氧气浓度、气流速度、点火方式等实验参数的灵活组合,实现空间实验机会的充分利用和预定科学目标.      

利用返回式卫星开展微重力试验

本文介绍我国首次利用返回式卫星进行微重力搭载试验和具体实施的办法,以及试验所获得的令人鼓舞的科学成果。同时还提出研制微重力卫星的新设想,为进一步开展空间微重力条件下的科学研究活动,提供新的途径。     

返回式卫星上的微重力水平估算

导出了近地卫星上任意部位微重力水平的表达式,分析和近似估算了利用我国返回式卫星进行首次空间材料加工试验时的微重力水平,表明是在按轨道周期变化的优于1×10~(-5)g_0的准稳态加速度上,迭加了幅度不超过2×10~(-4)g_0的随机加速度脉冲干扰。我国在1987年8月5日发射的返回式卫星上,首次搭载了一台空间晶体生长炉,在空间微重力条件下进行了以砷化镓为主的十项材料加工试验。为了对所得结果进行科学的分析,就必须知道晶体生长期间的微重力水平。本文结合卫星的实际运行参数给予了估算。     

1990年中国返回式卫星的微重力水平监测

叙述了1990年中国返回式卫星采用的微重力测量系统概况、微重力测量数据的处理方法、微重力测量结果与分折。指出:这是国内首次空间微重力水平监测;研制的JS05-1A 微重力测量仪动态精度优于4μg,响应时间6ms,达到了国际同类仪器的先进水平;该仪器为指导优化空间晶体生长的微重力环境及了解卫星工作状况提供了有力手段。通过对该卫星微重力水平监测所获得的73505对数据进行分折,发现有效载荷动作是影响卫星微重力水平的主要因素,为10~(-4)g 量级;有效载荷不动作时,除1.23%的时间存在10~(-4)g量级不明干扰外,有97.6%的时间微重力的绝对值小于4×10~(-5)g,仅O.3%的时间在10~(-4)g 量级。     

我国购买的在轨卫星——空间网1号概况

由我国邮电部中国通信广播卫星公司购买的美国在轨通信卫星——空间网1号(Spacenet-1)已于7月初顺利漂移至我国上空,并定点在东经115.5°。它被命名为“中星5号”。美国国内卫星通信系统之一的“空间网”卫星属美国通用电话电子公司(GTE)所有,由美国原RCA公司空间电子部负责承造。它是以RCA公司Satcom卫星公用舱为基础的改型,共制造4颗卫星,合同总金额为3亿美元。1984年5月23日用阿里安-I火箭发射了空间网1号卫星,定点在西经120°;1984年11月10日用阿里安-Ⅲ火     

美国航天飞机第51次飞行

美国哥伦比亚号航天飞机于1992年10月22日美国东部标准时间12时9分(格林尼治时间17时9分)从肯尼迪空间中心发射升空。这是美国航天飞机的第61次飞行及哥伦比亚号航天飞机的第13次飞行。飞行任务代号为STS-52。因卡纳维拉尔角地区的大风天气,发射推迟了两小时。这次飞行的主要任务是施放意大利制造的激光地球动力学卫星-2(Lageos-2),进行美国微重力有效载荷实验(USMP-1),一些为未来空间站建造做准备的试验,及一些物理学、医学与生物学实验。造价为400万美元的Lageos-2卫星及