赵会光 唐伯昶 日期 : 20160130
核心提示
当可重复使用火箭的成与败被媒体炒得如火如荼之际，人们不禁要问，曾经辉煌的返回式卫星，是否也能走上可重复使用之路……
图为在中国人民革命军事博物馆展出的我国返回式卫星
图为美国KH-7返回式侦查卫星
图为俄罗斯“光子”M4返回式生物科学卫星
“前浪”并未被拍死沙滩上
返回式卫星是人类航天史上起步较早、研制与发射较多的一类航天器，其突出特点是具有返回功能，在完成一定时间在轨运行后，能够利用卫星的回收舱携带部分设备安全返回地面。
也许大家有所了解，传统意义上的返回式卫星特指在近地轨道运行的无人返回型航天器。美国、苏联、中国、日本等国家均曾成功或部分成功地研制了返回式卫星，其中美国、苏联和中国是世界上公认的最先且比较充分地掌握卫星返回技术的国家。
多年来，返回式航天器技术发生了极为深刻的转变，典型代表有美国的阿波罗飞船、俄罗斯的联盟号飞船、日本隼鸟返回器和中国的神舟号飞船等。再入返回方式由简单可靠的弹道式再入发展至弹道升力式返回，及至支持水平定点着陆的升力式返回。当然，其他相应技术也都取得了显著进步。
仅以中国为例，已是“不惑”之年的返回式卫星为我国国民经济建设以及百姓生活立下了赫赫战功。该类卫星以胶片回收型遥感方式完成了大量国土普查与详查、地形测绘等飞行任务，获得了大批有价值的遥感资料。在特定历史时期，返回式卫星取得了显著的经济效益和社会效益。
随着航天技术的进步和航天任务的多样化，原来用于对地遥感、大地测量的返回式卫星逐渐被无线遥感传输手段所替代。
不过这种“长江后浪推前浪”的发展趋势并没有让返回式卫星这位“业界前辈”太焦虑，因为即便是传统的返回式卫星仍然凭借其系统简单可靠、成本低、应用便捷等优势成为一种有效的空间服务手段，并广泛应用于空间微重力实验、空间生命科学实验、新技术试验等领域。
目前，空间科学先导专项支持的我国首颗返回式微重力科学试验卫星正处于研制阶段。
当然，返回式卫星的这种“自信”并不盲目，因为它作为空间科学试验平台具有独特的优势，主要体现在无人值守、具有更好的微重力水平、适应载荷射前操作和适时返回支持能力强、系统规模适度及工程实施代价低等方面。
当前，返回式卫星仍然保持着多舱构型、无整流罩发射、部分返回、弹道式再入的技术状态。随着具有返回需求的空间任务需求日益旺盛，返回式卫星面临着更低成本、更强返回能力、更好在轨服务能力的发展要求。
“业界大佬”的第二春
如今，一度门庭冷清的返回式卫星或将迎来自己的“第二春”。恰逢此时，可重复使用的概念为返回式卫星带来了新机遇。
近年来，可重复使用火箭得到了国内外航天领域的广泛关注，其发展的核心意图在于降低成本、增强效用。随着防热、控制、回收、热控、减隔振等技术的发展，返回式卫星迈向可重复使用的技术基础也日渐成熟。
和可重复使用火箭相比，返回式卫星可重复使用的起步要晚一些，也“低调”一些。
据相关科研工作者介绍，未来，可重复使用卫星将采用可维护防热结构、可复用产品、弹道升力式再入、大回收舱与小留轨舱构型、近无损回收等技术，打造可重复使用卫星平台，规范载荷适配接口及优化研制模式，适应快速研制和发射实施，以较低的经费代价，具备1次研制投入适应10次～20次飞行的可重复使用能力，这不仅能够极大促进空间科学等应用领域持续发展，也是拓展各国返回式卫星商业应用的必由之路。
重复使用要跨几座“山”
对于卫星“可重复使用”这个目标来说，返回式卫星是具有先天优势的。
返回式卫星不仅能够满足空间科学实验项目的返回需求，也使得卫星平台能够在完成轨道飞行任务后重返地面。而从执行一次或多次任务后重复使用角度来说，返回式卫星内在具有“重复使用”的先决条件，可以通过系统合理设计铸造返回式卫星的重复使用能力，有望成为降低这类航天器单次任务成本的重要手段。
然而，发展可重复使用的返回式卫星，其本质就是要建立起成本上的竞争力。如果不能节约单次任务成本，返回式卫星向可重复使用方向发展也就没有意义了。那么，如何营造具有成本竞争力的可重复使用返回式卫星呢？
从整体上来说，要建立发射、回收、测控及卫星研制全成本模型，以评估返回式卫星可重复使用的能力定位，如重复使用次数、有效载荷的返回承载能力。
从卫星研制模式来看，要研究科学、高效、成本匹配的可重复使用返回式卫星研制模式。在元器件选用及质保规范、单机研制及鉴定规范等方面进行针对性定制，剔除不必要的研制验证环节。
另外，返回式卫星拥有可重复使用能力的关键是要实现近乎完美的无损回收和防热结构可维护。其次是防热结构的可维护性，其主要目的是适应一次再入后损伤性防热结构的更换与维护问题。
此外，可重复使用返回式卫星的潜在应用范围可能很广，所以这种卫星的平台安装操作、供电、温控等服务能力要满足规范性、可扩展性、应用便捷性、技术先进、运行可靠等要求。
对于返回式卫星来说，可重复使用让它们再次“闻”到了春天的气息。
院成功举办可重复使用返回式卫星发展研讨
来源：CAST 更新时间：2016年01月11日
近日，可重复使用返回式卫星发展研讨会在白石桥中礼堂成功召开，本次研讨会由五院主办，总体部承办，李明副院长主持。
应邀出席大会的有王希季院士、胡文瑞院士、李仲平院士，科技部高新司、科技部遥感中心等上级机关，农业部、林业局、航天员科研训练中心等单位的领导和专家，80余名专家学者济济一堂，畅所欲言。
本次会议正值我国首颗返回式卫星成功40周年之际，李明副院长回顾了返回式卫星的发展历程，并介绍了大会的基本情况。随后，6位专家先后以《中国返回式卫星成功四十年等为题，做了精彩的特邀报告，令大家受益颇深。
在会议专题报告环节，与会专家针对空间技术试验规划，空间微重力环境对材料、动植物、微生物的影响，载人航天生命保障、空间生物医学、航天育种等对返回式卫星的需求，可重复使用返回式卫星平台关键技术，回收技术等相关领域，进行了广泛而深入的研讨。
本次研讨会回顾了返回式卫星的发展历程，总结了返回式卫星取得的重要成就，深入研讨了我国可重复使用返回式卫星的发展途径。会议的成功举办，搭建了主管机关、研制单位、用户、高校院所之间的交流平台，对推动可重复使用返回式卫星技术的发展意义重大。
可重复使用返回式卫星参数——Reusabl Fanhui Shi Weixing (FSW)
重量：约3吨；
有效载荷：500kg，500W；
在轨时间：15天~6个月；
重复使用次数：20；
重复使用率： 80%;
维护时长：3个月;
轨道高度：500公里
着陆速度：小于 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.
