[科普中国]-返回式卫星：不仅仅是为了省钱

12月5日，“天地航班——中国首次商业返回式卫星服务”沙龙中，中国商业返回式卫星总设计师赵会光表示，在未来的十年里，中国将发射15次左右的新一代商业返回式卫星，那么，返回式卫星是什么？又有什么特点和优势呢？

返回式卫星是什么？

顾名思义，返回式卫星就是可以轨道上完成任务之后，将部分结构送回地球的卫星系统。这些卫星的核心部分就是返回式结构。

就如同飞船的返回结构一样，返回式卫星的返回舱要足以接受大气层的剧烈摩擦并安稳的返回地面，这就要求其必须拥有分离变轨能力、隔热能力和减速能力。

图为着陆的返回舱（来源：国家空间科学中心）

一枚返回式卫星在完成空间任务之后，就将先分离无需返回的部分——例如太阳能电池板——然后启动一枚小型火箭发动机，开始减速以让卫星返回舱进入再入流程。卫星很快携带载荷进入大气层并高速摩擦，此时就要依靠进行良好设计的返回舱外形和隔热外壳来防止返回舱过热。随后，返回舱将打开降落伞开始减速。

返回式卫星能干啥？

返回式卫星的历史非常悠久，我国也在1975年就发射了第一枚返回式卫星。事实上，在早期制造返回式卫星的主要目的有两个，第一个是运输对地观测所得的数据，另一个则是作为载人飞船的先导测试。

图为FSW-1国土普查卫星（来源：爱航天网）

早期的对地拍照或遥感卫星都是使用返回式卫星进行运输的，中国早期的FSW系列国土普查卫星全部使用的是返回式结构。而美国的早期间谍卫星，例如KH间谍卫星的早期型号也都使用了返回式结构。这些卫星都将拍摄结束之后的胶卷存放于返回舱之中，并在最终完成工作之后，分离返回舱。

图中飞机搭载的是KH-1卫星的返回舱（来源：wiki）

但随着各国航天的发展，以及天地信息传输的发展，返回式卫星很快被传输式卫星所取代。但是这并不是返回式卫星的终止，因为我们越来越需要进行更多的空间实验，而返回式卫星是一个良好的载体。

返回式卫星仅仅是为了省钱？

随着技术和经济发展，太空经济产业现在也是许多公司争先进入的领域。另一方面，科研机构也正在希望更多的获得空间实验的机会。

在太空中进行实验，无非就是使用空间站、飞船和卫星作为平台的实验。然而空间站和飞船的成本太高，一般的小型公司无法负担。

但是，返回式卫星不仅仅只是为了省钱。对于很多商业公司来说，你即使有钱也无法使用空间站来进行实验——目前的国际空间站的返回输送能力较低，仅有龙飞船和联盟号可以携带少量载荷返回，中国空间站的返回能力也相差不远，这些项目都会优先作为政府科研机构的平台使用。

图为空间中的返回式卫星（来源：国家空间科学中心）

而返回式卫星更加灵活方便，非常适合为现在的空间产业提供平台。目前而言，空间产业虽然处于起步期，但已经有了蓬勃发展的态势。目前最为主要的空间产业即为太空育种，使用太空的特殊环境诱变农作物种子，再进行地面选育的工作，可创造出更具有商业价值的作物品种。现在，任何一个公司只要愿意，都可以通过返回式卫星进行太空育种。

除了太空育种之外，还有太空制药、太空冶炼等行业也正在蓬勃发展。

中国新一代卫星有啥特点？

中国新一代返回式卫星显著增强了“返回”这一特性，大大扩展了返回舱载荷量，将其提升至近六百千克，最终达到的载荷/总重比将达到世界第一，远超过俄罗斯目前的“光子”号与“生物”号返回式卫星系列。

更大的返回舱意味着能进行更大规模的太空生产，能在一次发射中带回更多的太空工业、科研产物。再配合上返回式卫星更高的发射密度，其有望成为下一个时代的太空科研、工业的主力军。

此外，新一代的返回式卫星还搭载了气囊缓冲模块，在返回舱即将撞击地面时打开气囊进行缓冲，将大大降低冲击力，保护卫星结构和内部载荷。

图为正在发射返回式卫星的运载火箭（来源：国家空间科学中心）

中国商业返回式卫星总设计师赵会光表示，新一代卫星将于明年进行发射测试，并将在未来的十年里发射十五次左右。我们也相信中国新一代返回式卫星将为中国未来的空间产业提供良好的发展平台。

出品：科普中国

作者：矛隼工作室

监制：光明网科普事业部