——实践十号卫星回收舱回收过程全纪实
4月的四子王旗草原初露春意，大风过境，大地被夕阳染得金黄。回家了。我国第一颗微重力科学实验卫星——实践十号卫星回收舱在经过204圈的在轨飞行后，终于要在这里回家了。
从4月6日凌晨实践十号升空到4月18日回收舱重返地球，负责卫星抓总研制的中国航天科技集团公司五院的试验队员们，已经在这里守候了10余天。
这次实践十号回收舱回家，意味着我国返回式卫星和四子王旗一样，将迎来它的又一个春天。
回收舱着陆 （刘欣/摄）
返回式卫星首次在草原“回家”
4月18日，在实践十号回收舱着陆50分钟前，四子王旗回收场，4架搜索直升机呼啸而起，如雄鹰般刺破天空，前往回收区四角布阵。
迄今为止，我国共发射了25颗返回式卫星。前24颗回收舱的落点都选在了四川山区。在内蒙古大草原着陆，实践十号回收舱尚属首例。
中国航天科技集团公司五院实践十号卫星总指挥邱家稳说，四川山区会给寻找回收舱带来困难，过去之所以将着陆区选择在那里，是因为那里的人口和城镇相对较少。近年来这个地区人员密度增大、城镇化速度加快，已不适合在此开展回收工作，因此，实践十号回收着陆区选择了具有比较成熟回收条件的四子王旗。
实践十号卫星携带的既有返回载荷，也有留轨载荷。回收舱的回家路是从和留轨舱分离开始的。走完这段路，它大约需要15分钟。
16点15分，监控数据开始显示，实践十号回收舱进入返回轨道、过载开关启动、减速伞打开、主降落伞打开……在回家路上，实践十号回收舱非常流畅地完成着“规定动作”。
事实上，实践十号回收舱是否能安全回家，早在其回家道路规划时就已经注定。用邱家稳的话说，“道路决定成败”。
这是一条弹道式返回轨道。邱家稳表示，实践十号卫星在距离地面252公里的近地轨道进行回收，这种回收方式最为简单可靠，性价比最高。
弹道式返回存在一些弱点，比如，航天器在进入返回轨道后通过大气层时，只受阻力作用而不产生升力，下降速度快，空气动力过载大，落点无法调整和控制，可能与设计返回轨道时的理论落点产生偏差。不过邱家稳给出了“定心丸”——研制人员已将实践十号回收舱和留轨舱的分离参数设计得十分精准。
直升机在空中盘旋，机载信标天线不断发出信号，寻找卫星回收舱上信标机传出的特殊波段频率。直升机的电台不断发出“嗞嗞”响声。搜索人员屏息凝神，操作预备，静待目标出现。
“各号注意，回收舱弹伞舱盖，搜索开始。”“收到信标信号，定向稳定。”“直升机目视回收舱乘伞下降”……电台不断传出指令。
16点25分左右，回收舱出现在人们视野里，它撑着120平方米红白相间的降落伞踏云而归。16点30分，它以每秒钟13米的速度平稳着陆内蒙古大草原，为大地献上“第一个吻”。
工作人员快速处置回收舱 （宿东/摄）
精心护航铺就回家“坦途”
搜索直升机陆续抵达回收舱着陆点，向着落点“俯冲”落地。负责回收舱状态检查和降落伞处置的五院试验队员刘欣、贾华明快速跳下直升机，迎着扬沙快速向已经被大气层灼烧过的回收舱跑去。
试验队员们要尽全力快速切断降落伞、检查载荷状态、切断星上电源。载荷中的生命科学实验样本对于回收舱内部环境的要求非常苛刻，留给试验队员们只有3个小时的转运时间。
在现场庄重而紧张的气氛中，所有操作一气呵成。之后，直升机非常麻利地吊起回收舱，迎着夕阳，向交付现场转运。
实践十号回收舱从开始回家到着陆，看似顺利，但这条回家的路真的平坦吗？当然不是。
返回式卫星回收技术的复杂性之高在行业内是公认的。五院实践十号卫星总设计师赵会光说，虽然“实践十号是站在巨人的肩膀上眺望远方”，但仍然要突破一系列技术障碍。
“卫星控制系统要准确地调整卫星姿态，留轨舱和回收舱要进行有效分离，回收舱要具备良好的防热、隔热性能，还要配置良好的减速和缓冲设备。”赵会光说，研制者们为实践十号安装了很多新设备和新系统，让这颗卫星变得浑身是宝。
事实上，这些新突破从实践十号踏上归途的那一刻就已经开始发挥作用了。
回收舱在卫星飞行204圈时升轨返回。卫星配置了多个陀螺，在变轨过程中，这些陀螺的“健康状况”对于姿态安全具有关键作用。同时，控制系统设计了自主对陀螺进行简化快速诊断的功能，一旦发现陀螺故障即可自主进行一次切换，保证卫星定姿正常。
五院实践十号副总设计师李春华介绍，为了控制回收舱返回大气层时产生的高达上千度的热量，研制者们对回收舱热控系统进行了“精心布局”，同时为舱体制备了耐热的特殊材料，能把大量的热量迅速带走，确保回收舱内温度正常。
航天器返回过程中常见的“黑障”阶段是无法受到监控的，在那几分钟里，科学家们只能焦急地等待。研制者们为实践十号安装了脉冲雷达应答机，保障回收舱在穿出“黑障”后信号尽可能快地被搜索到，也大大提高了卫星落地时的测量精度。
针对回收时各种“意外情况”，研制人员还制定了非正常处置预案，确保各种模式下都能顺利回收。“漫漫回收路，一步一突破。”五院实践十号卫星回收舱回收试验队队长刘庆华说，回收舱返回过程看似简单，背后是研制者们工作的艰苦卓绝。
科研人员从回收舱里取出搭载物 （宿东/摄）
星上“乘客”舒适天地往返
据资料统计，实践十号卫星返回距上一次返回式卫星实践八号返回已经10年了，这颗卫星将要实现的实验效果也被科学家们期待了10年。
用李春华的话说，这一次如果回收舱不能及时返回，之前从200多项申请中“精挑细选”来的科学实验项目将成为科学家们永久的遗憾。即使在返回过程中稍有差错，这些科学实验效果也将受到极大影响。
在载荷交付现场，回收舱被很快开启。经检查确认，舱中所有“乘客”状态良好。现场为此次返回式卫星与空间科学实验的完美组合响起了经久不息的掌声。在此之后，这些实验装置会被送到各研究单位进行下一步研究。
从五院公布的数据来看，这颗卫星一共搭载了19个实验载荷，涉及28项科学实验。这是人类迄今为止，单次空间微重力实验和生命科学实验项目及种类最多的卫星任务。而回收舱，是完成全部9项空间生命科学实验和2项微重力实验的重要“基地”。
由于这次太空实验的特殊性，“乘客们”对于实践十号热控、微重力、供配电能力、回收保温等要求非常高。更特别的是，空间科学实验中涉及多种生命体，需要冷热温度适宜的舒适环境。
为了让这些“乘客”时刻保持“舒适自在”，实践十号卫星在返回卫星领域首次引入流体回路系统，并成功研制出我国最大的航天器热控冷板，同时开展了多项专项分析和验证，为实践十号——这座“太空实验室”安全、舒适地良好运行铺平了道路。正像实践十号工程总师唐伯昶所说的那样，“我们为它量身订制了许多新功能，既保证实现科学目标，又要守护它平安回家。”
不仅如此，与以往的返回式卫星相比，实践十号卫星首次将程控、遥测、遥控分系统的功能整合，形成了数管分系统。这个“大管家”始终兢兢业业地关注每个科学实验载荷的不同需求。在运行过程中，“大管家”可以根据实验需求随时给供配电、热控等分系统分配任务，合理安排在轨时间，进行天地遥操作。
值得关注的是，实践十号卫星作为一项开放的卫星任务，科学实验的提出和参与单位包括中科院11个研究所和6所高校，并与欧空局开展了紧密的国际空间合作。
“实践十号卫星开启了返回式卫星的‘科学新模式’。”邱家稳说，不管是发射还是返回，对于中国空间科学研究都是一个新的开始。随着实践十号任务的成功，我国返回式卫星将迎来第二个春天，未来，返回式卫星将成为我国空间科学实验技术迈上一个新台阶的“守护神”。
