“实践十号”卫星返回,能带回什么?

我们跟太空的“约会”终于有了结果了,啥约会?

还用猜吗!当然是“实践十号”科学实验卫星跟太空有了12天的亲密接触后,于昨天16时30分回收仓准确降落在内蒙古四子王旗预定着陆区域,顺利返回地面啦~

为什么“实践十号”这么受关注?它去太空约会都干点啥?还有,太空那么遥远,它是怎么返回的呢?作为对太空着迷的你,是不是也对这些事情感兴趣呢~


4月18日,“实践十号"卫星返回舱抵达预定地点。

“实践十号”卫星有多牛?

2016年4月6日1时38分,酒泉卫星发射中心,长征二号丁运载火箭成功将中国科学卫星系列第二颗星——"实践十号"返回式科学实验卫星送入太空。说到科学实验,你就蒙圈了吧~这颗卫星之所以那么厉害,就是因为它搭载着19项创新性的科学实验,你们想过没,把一个实验室搬到太空去,会怎样?“实践十号”卫星它做到了。

据新华网消息,“‘实践十号’是第一颗专门为进行微重力科学和空间生命科学研究而发射的卫星,对科学研究来说,机会十分难得。”这19项实验包括:微重力条件下哺乳动物早期胚胎发育研究;微重力条件下造血与神经干细胞三维培养与组织构建研究;微重力条件下人骨髓间充质干细胞的骨细胞定向分化效应及其分子机制研究;空间辐射诱变的分子生物学机制;空间辐射对基因组的作用和遗传效应研究;空间微重力条件下光周期诱导高等植物开花的分子机理研究;微重力植物生物学效应及其微重力信号转导研究;微重力下煤燃烧及其污染物生成特性研究;典型非金属材料在微重力环境中的着火及燃烧特性研究……微重力沸腾过程中的汽泡热动力学特征研究等等,每一项都具有很强的研究价值,也都是国外没有开展过的全新的探索实验。

微重力是个什么概念?

刚刚看新闻,微重力这个词让人眼前一亮,那么什么是微重力呢?地球上的物理现象,都受到地球重力的制约,比如浮力、沉降等。在微重力,也就是通常说的“失重”环境下,能观察到很多地球上不可能观测到的独特现象。

在失重条件下,其他力的作用就变得十分明显,这为研究其他力创造了一个良好环境。更重要的是,失重环境具有独特的生产条件。例如,在微重力环境下加热一种液体,不会产生对流现象,向液体中加人一块固体,它也不会沉淀,或许无需容器就可以把要包装的物体移到其他地方。微重力条件下生产出来的产品具有很多不可思议的特性。比如,金属的内部结构更为均匀致密,晶体会具有某种特别的稳定性。

因此,此次“实践十号”卫星带向宇宙的这19项科学实验,就是在微重力环境下才更有价值,此次,“实践十号”返回舱里所带回来的实验成果,由科研人员进行研究和分析,也许会改变我们的未来生活哦!

“实践十号”返回舱内的搭载物进行拆解


研究人员对太空中开花的拟南芥进行观察、处理。

卫星应具备什么条件才能返回地面?

卫星的返回是个极其复杂的技术,它的难度比起发射卫星要大得多。这是因为,卫星在发射时,它的速度是从零逐渐被加大的,在大气层飞行的时间短,而且速度也低,更何况大多数卫星在发射时,都被装在一个被称为整流罩的罩子里,在卫星飞出大气层以后,整流罩才被抛掉。而卫星的返回则不同了,它在轨道上是以每秒钟8000千米的速度飞行,当它返回时,它像一个技艺高超的杂技演员,要在空中准确地完成一系列的高难动作才能返回。

同时,它以这么高的速度冲向地球,当飞行到大气层时,会和气体产生强烈的摩擦,在被减速的同时,也会被强烈地加热,使卫星的表面产生几千度的高温,这叫做气动加热。卫星必须能可靠地防热,否则会被烧毁在大气层中。因此,卫星要想安全地返回,起码要具备以下几个条件。

1.卫星的控制系统要能够准确地调整卫星的状态,使它从轨道的飞行姿态调整成返回姿态。

2.如果卫星是由多舱段组成,而且部分回收的话,必须能够可靠地分离。大多数的卫星都是部分返回的,也就是说,只有带有成果的部分返回地面,而卫星的另一部分分离后就留在了太空,这样做的目的是为了节省能量。

3.卫星要自带动力系统,使它能够脱离原来的飞行轨道,进入返回轨道。

4.要有良好的防热性能和隔热性能,不但卫星不能被烧毁,而且要很好地保护内部的成果和仪器设备温度不能过高。

5.卫星上要有良好的减速和缓冲设备,使它安全地降落在地面。

6.卫星上还要有控制和标位的装置,能在返回时控制它的飞行。在接近地面甚至落地以后,能够发出各种信号,以使被迅速地找到和回收。

卫星是怎么样返回地面的呢?

这是一个复杂的问题,首先还得从它的轨道飞行谈起。

一般返回型卫星的轨道高度都不太高,在200—400千米左右,这就是说它围绕地球飞行一圈的时间(周期)大约90分钟。而我们知道,地球是自西向东自转的,24小时转一圈,那我们可以想象得出,卫星转过一圈时地球只转过了一个小角度。而卫星不是只要落在国内就行,而是定点、定时着陆的它要按照预定的时间,准确地落在预定的地点,这就要求不管卫星在天上飞行多长时间,它的最后一圈飞行的轨道一定要经过回收点上空,这是起码的条件,否则就不可能定点回收。

要达到这个条件,就要求轨道设计得很准确,而且要求运载火箭准确地把卫星发射到预定轨道,二者缺一不可。现在让我们结合“卫星的返回飞行”图来看看卫星具体的返回飞行。原来在轨道上飞行、执行任务的卫星,当它完成飞行任务需要返回时,它真像一个优秀的杂技演员在空中要完成一系列的高难动作。

返回舱再降到一定的高度,舱内的降落伞打开以,便使返回舱进一步减速。为了安全可靠,返回舱不是只有一种伞,一般舱内有引导伞、减速伞和主降落伞都依次地打开。最后返回舱乘着五颜六色的主降落伞,像跳伞员一样缓缓地、安全地降落在预定的地点,由地面人员把它回收起来,它便胜利地完成了征程。

所以,看到了“实践十号”卫星成功返回地球,是不是觉得我国的科学家非常牛呢?我们期待这次的太空科学实验,能够为人类带来更多的新科技。

(作者:《知识就是力量》杂志)

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