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  • 實踐十號衛星

    實踐十號衛星,是空間科學戰略性先導專項首批確定的科學衛星項目中唯一的返回式衛星,也是中國第一個專用的微重力實驗衛星。

    2015年07月23日,中國科學院宣布,實踐十號返回式科學實驗衛星有效載荷正樣研制及環境試驗已完成,交付衛星總體。

    2016年4月6日1時38分,中國國首顆微重力科學實驗衛星——實踐十號返回式科學實驗衛星成功發射。

    2016年4月18日,實踐十號衛星成功返回。

    “實踐十號”總質量約3.3噸,由低軌道發射能力約3.6噸的長征二號丁運載火箭,將其送入軌道。運載系統總指揮談學軍說,長二丁已發射26次,將38顆衛星送入太空,保持著100%的成功率。

    編輯摘要

    基本信息 編輯信息模塊

    中文名: 實踐十號衛星 外文名: SJ-10
    任務時長: 15天 發射時間: 2016年4月6日1時38分
    發射方式: 火箭發射 軌道周期: 12天
    衛星用途: 微重力科學和生命科學實驗平臺
    發射地點: 酒泉衛星發射中心 制造國家: 中國
    運載火箭: 長二丁 管理機構: CNSA
    返回艙載荷: 600kg 發射重量: 3600kg
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    目錄

    衛星概況/實踐十號衛星 編輯

    介紹

    “實踐十號衛星”是中科院空間科學先導專項中首批確定的5顆科學衛星之一,是開展微重力科學和空間生命科學研究的高效、開放、綜合性的空間實驗平臺。

    “實踐十號衛星”工程項目首席科學家、中科院力學所胡文瑞院士告訴記者,“實踐十號”項目包含19項科學實驗,涉及微重力流體物理、微重力燃燒、空間材料科學、空間輻射效應、重力生物效應、空間生物技術共六大領域。  

    實踐十號于2012年12月31日正式立項,是中國空間科學先導專項首批科學實驗衛星中唯一的返回式衛星,也是單次開展科學實驗項目最多的衛星。其科學目標是研究、揭示微重力條件和空間輻射條件下物質運動及生命活動的規律,并取得創新科技成果。  

    “實踐十號”衛星分為回收艙和留軌艙,回收艙在軌運行12天后返回地球,留軌艙繼續在軌工作3天,即衛星總計設計壽命為15天。8項流體物理試驗放在留軌艙內進行,其余11項科學試驗將在回收艙進行。  

    目的

    “實踐十號衛星”旨在利用中國成熟的返回式衛星技術,緊密圍繞有關能源、農業和健康等領域國家科技戰略目標,結合航天器防火等關鍵技術需求,促進地面生物工程、新材料等高技術發展和生命科學等基礎研究取得突破,獲取一批具有國際先進水平的、具有自主知識產權的創新性重大科技成果。

    中國相關發展/實踐十號衛星 編輯

    中國是第三個突破航天器返回技術的國家。在40余年的發展歷程中,返回式衛星成為中國發射最多的衛星系列。在實踐十號之前,中國共研制了國土普查衛星、攝影測繪衛星、空間育種衛星等合計6種型號、24顆衛星,衛星平臺經過了三代跨越。

    “返回式衛星中有許多關鍵技術到目前仍然是訣竅,例如再入防熱技術、姿態控制、回收軟著陸技術等,中國的載人航天技術也是在返回式衛星技術的基礎上發展起來的?!碧撇普f。

    趙會光說,返回式衛星作為空間科學實驗平臺具有獨特的優勢,主要體現在無人值守,具有更好微重力水平,適應載荷射前操作和適時返回支持能力強,系統規模適度,工程實施代價低等。

    近年來,返回式衛星在空間科學領域的作用得到了越來越大的發揮。據不完全統計,在實踐十號之前,返回式衛星曾完成13項空間生命科學實驗、7項空間材料加工實驗、23次空間微重力科學實驗、3次微重力測量實驗,以及900多件植物種子、微生物、蟲卵,100多件空間輻射劑量測量,20多件航天用器件的無源搭載實驗。此外,還完成了熔體表面和液固界面特性、空間細胞培養等空間科學實驗。

    發射動態/實踐十號衛星 編輯

    射前準備

    2016年2月24日凌晨,中國首顆微重力科學實驗衛星——“實踐十號”運抵酒泉衛星發射中心,為今年4月的發射任務進行最后的備戰。實踐十號衛星是開展微重力科學和空間生命科學研究的科學實驗衛星,由中國航天科技集團公司五院總體部抓總研制。  

    按照計劃,“實踐十號”將在軌道上利用太空中微重力等特殊環境,在短短15天的太空飛行中,完成涉及微重力流體物理、微重力燃燒、空間材料科學、空間輻射效應、重力生物效應、空間生物技術等六大領域的19項實驗。之后,衛星再把實驗樣品帶回地球,為微重力環境及復雜輻射環境中物質運動規律的研究提供依據。   “實踐十號”就是太空中臨時搭建的一個實驗室。  

    要把這樣一個精密的實驗室長途運輸送往發射場,整個過程都需要控制溫度和濕度,并保證平穩和安全。工作人員一絲不茍地進行裝箱前的準備,確保每一個環節都萬無一失。  

    據中國航天科技集團五院實踐十號衛星副總設計師李春華介紹,實踐十號衛星研制成功,將為中國開發出一個專門用于微重力科學和生命科學的實驗平臺,使國家的空間微重力研究有了新的技術手段。  

    目前,全世界的科學家們都在嘗試通過各種方式營造微重力環境開展研究,比如“拋物線飛機”、“探空火箭”等實驗平臺可以提供幾分鐘甚至更短的微重力環境,但想要進行更長時間的研究,就必須運用實踐十號這樣的科學實驗衛星。  

    和普通衛星不同,“實踐十號”還是一顆返回式衛星,它獨有的返回艙將在完成實驗任務后回到地面,將太空中的實驗成果帶回地面。  

    中國的衛星返回技術相對成熟,至今成功發射并回收的衛星已經達到24顆。但因為要進行獨特的微重力實驗,作為中國將要發射的第25顆返回式衛星,“實踐十號”相比以往的返回式衛星,進行了大量的適應性創新設計。  

    李春華說:“這顆衛星的形狀跟其他衛星相比是非常獨特的,主要是在發射過程中不需要整流罩,衛星的星體就承擔了整流罩的作用。由于飛行時間短,衛星主要采用的是化學電池,而沒有采用常見的太陽能帆板供電方式,所以衛星形狀就類似于‘彈頭’?!? 

    衛星的研制過程中,要解決多實驗載荷在太空協同工作且互不影響的問題。特別是生命科學項目對整個實驗過程中的溫度要求非常高,因此科研人員對衛星的發射階段、在軌運行階段和返回階段的溫度都進行了嚴格控制。  

    成功發射

    2016年4月6日1時38分,中國首顆微重力科學實驗衛星——實踐十號返回式科學實驗衛星,在酒泉衛星發射中心由長征二號丁運載火箭發射升空,進入預定軌道。  

    據了解,該衛星將展開6大領域、19項實驗,這也是中國迄今為止單次空間微重力和生命科學實驗項目及種類最多的空間任務。  

    成功返回

    順利完成12天太空飛行后,我國首顆微重力科學實驗衛星——實踐十號返回式衛星回收艙。

    2016年4月18日16時15分,衛星回收艙與留軌艙成功分離?;厥张摲祷氐孛?,留軌艙將繼續在軌運行,完成后續空間科學實驗項目后,墜入大氣層自然燒毀。

    隨后,西安衛星測控中心通過地面測控站向衛星回收艙注入指令,回收艙實施精確制動,自西向東進入祖國上空。

    16時19分,設在白云鄂博地區的雷達測量裝置捕獲目標?!盎厥找惶柊l現目標!”雷達操作手姬文娟清脆有力的調度口令響起,現場人員頓時興奮起來。

    16時23分,衛星回收艙減速傘、主降落傘依次彈出,回收艙緩緩降落。

    16時30分準確降落在內蒙古四子王旗預定著陸區域。這不僅標志著我國返回式衛星迎來第二個春天,實踐十號也成為我國首顆在四子王旗采用彈道式回收的返回式衛星。  

    成果/實踐十號衛星 編輯

    發射前四小時 發射前四小時

    實踐十號衛星的成功返回,帶來了來自太空的生命繁衍跡象。

    實踐十號衛星 實踐十號衛星

    在實踐十號回收艙中,有著6000余枚小鼠胚胎,專門用于發育實驗的有幾百枚胚胎。在實踐十號任務中,總共有9項生命科學實驗,負責整個系統統籌的是段恩奎。

    這些實驗對象乘著實踐十號衛星回收艙,降落在內蒙古四子王旗草原上。進一步的觀察顯示,小鼠胚胎在太空中完成了從二細胞到囊胚的發育,中國已經在太空實現了哺乳動物胚胎的發育。而這,在世界上是第一次,改寫了人類科學史。預示著包括人類在內的哺乳動物,其生命有望在太空中得以延續。

    十個數字特點/實踐十號衛星 編輯

    3.3——“實踐十號”總質量約3.3噸,由低軌道發射能力約3.6噸的長征二號丁運載火箭,將其送入軌道。運載系統總指揮談學軍說,長二丁已發射26次,將38顆衛星送入太空,保持著100%的成功率。

    555——談學軍介紹,火箭主動段飛行約555秒,發射559秒后星箭分離。為最大限度排除地面重力對空間生命科學實驗任務可能帶來的影響,科學家們在發射8小時以前才安裝最后一個載荷,并對生命生長狀況進行監控。

    25——“實踐十號”是中國第25顆返回式衛星?!皬?974年開始發射返回式衛星至今,已是‘輕車熟路’?!敝袊教炜萍技瘓F五院“實踐十號”衛星工程總設計師唐伯昶說,此番專門為“微重力科學和空間生命科學”實驗研究量身定做,可謂名副其實的“空間實驗室”。

    實踐十號衛星 實踐十號衛星
    實踐十號衛星 實踐十號衛星

    10^(-6)——太空環境的重力約為地球的10^(-6),人類可以在此實現地面上難以進行的科學實驗,或生產新材料和昂貴藥物等?!岸砹_斯返回式衛星已達到10^(-6)g這一技術指標?!焙教炜萍技瘓F五院“實踐十號”衛星系統總設計師趙會光說,“實踐十號”整體優于,部分時段或位置將達到。

    13/7/23——據不完全統計,在已發射的24顆返回式衛星中,共完成13項空間生命科學實驗,7項空間材料加工試驗,23次空間微重力科學實驗,3次微重力測量試驗,以及900多件植物種子、微生物、蟲卵,100多件空間輻射劑量測量,20多件航天用器件的無源搭載試驗等。

    19——“實踐十號”衛星首席科學家、中科院院士胡文瑞介紹,衛星搭載了19個科學實驗載荷,涉及28項科學實驗研究,所有科學實驗均具有創新性。這也是中國迄今為止單次空間微重力和生命科學實驗項目及種類最多的空間任務。

    2——19項科學實驗中有兩項涉及國際合作。分別是,與歐洲空間局合作進行的實驗項目是“微重力條件下石油組分熱擴散特性的研究和Soret系數的測量”。與日本宇宙航天研發機構合作進行的實驗項目是“多種空間熔體材料科學實驗”。

    3——據悉,“實踐十號”回收艙設計在軌運行若干天,返回地球,著陸場為具有比較成熟回收條件的內蒙古四子王旗。留軌艙將繼續在軌工作3—5天,可以繼續進行實驗,之后艙段將墜入大氣層燒毀。

    10——胡文瑞回憶,籌備“實踐十號”幾乎已有10年,是中科院空間科學先導專項首批立項研究的科學衛星中準備時間最長的。趙會光說,距離上一顆返回式衛星“實踐八號”在2006年成功發射,也已過去10年。

    11/6——“實踐十號”衛星科學應用系統聯合了中國科學院11個研究所及中國6所高校共同參與,參與其間的科技人員近500余人?!皩嵺`十號”衛星工程則分為工程大總體及衛星系統、運載火箭系統、發射場系統、測控回收系統、地面支撐系統以及科學應用系統等六大系統。  

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