卫星回收技术weixing huishou jishusatellite recovery technology

使卫星脱离原来的运行轨道进入地球大气层并在地面安全着陆的技术。回收型卫星在空间完成预定的飞行任务后，需将胶片等信息载体、生物试样等实验制品和空间产品送回地面。卫星回收过程的实质就是一个减速和下降的过程，即卫星耗散其所具有的巨大能量（包括动能和位能）的处理过程。
卫星回收技术是以再入防热、火箭回收和航空器回收等技术为基础而发展形成的。1957年，苏联和美国相继突破远程导弹弹头再入防热的技术难关，并积极开展卫星回收技术的研究。60年代初，美国的“发现者”号卫星和苏联的卫星式飞船先后返回地面成功。至此，从近地轨道回收卫星的技术基本成熟。典型的例子是1971年6月至1984年期间美国10余颗第4代照相侦察卫星“大鸟”号都载有4～6个胶卷回收舱，可根据指令使回收舱返回地面，以获取“详查”信息。自1959年起，中国开始研究火箭回收技术，并在再入防热技术方面获得重要突破。1975年11月，中国第一颗回收型遥感卫星按预定计划回收成功。截至1993年底，中国已14次成功地回收了回收型遥感卫星，成为世界上第3个掌握人造地球卫星回收技术的国家。
为使回收卫星安全和准确定点着陆，返回控制和制导、再入防热及返回和着陆是回收的关键技术。卫星返回控制主要是制动方向和反推火箭点火时间的控制。制动方向是由卫星姿态控制系统控制的。反推火箭点火时间直接影响回收舱的落点位置，例如在近地轨道上反推火箭点火时间相差1秒会使回收舱的落点位置相差约9km。反推火箭点火由地面测控站直接遥控，或按预先输入的程序自动控制。为了在再入时的剧烈加热环境中维持结构的稳定和防止有效载荷舱过热，回收卫星备有以烧蚀防热为主的再入防热系统，它的质量约占回收卫星总质量的12%。卫星的回收舱经再入气动减速并下降到20km左右高度时，达到约200m/s的稳定下降速度。为了防止以这样高的速度冲向地面，要求有进一步的减速措施。为此，回收舱必须设有回收系统，使回收舱进一步减速，直至安全着陆或溅落。
为适应正常和应急两种回收情况，回收系统应包括：
❶气动力减速分系统。一般由二级降落伞组成减速装置。第一级为稳定伞，其作用是保证回收舱在亚音速区域的稳定性，并使回收舱初步减速，为主伞开伞创造条件。第二级为主伞，其作用是保证回收舱以一定的速度安全软着陆，通常选用阻力效率高、工作可靠、稳定性好和开伞动载较小的环帆伞；
❷着陆缓冲分系统。为保证回收舱结构的完整，必须尽可能减小回收舱的着陆冲击过载。常用的缓冲装置有用来产生与飞行方向相反推力的缓冲火箭、缓冲气囊和其他缓冲结构；
❸定位定向（标位）分系统。回收舱的落点散布范围一般很大，所以在舱上装有多种标位装置，通过光、声和电波等多种途径帮助地勤人员及时标定回收舱的落点位置。标位分系统通常以无线电信标机及与其配合的地面无线电定向仪和雷达应答机为主，辅以闪光灯、发烟罐、海水染色剂和水下发声弹等；
❹控制-作动（着陆控制）分系统。它的作用是控制和执行各项回收动作，如打开伞舱盖、弹射开伞、解锁脱伞、信标机开机和缓冲火箭点火等。着陆控制分系统由电源、控制元件(如时间程序机构、高度开关和加速度开关等)和作动元件(如弹伞筒、解锁器与分离器等，常为电爆火工装置)通过电路连接而成。卫星回收系统依需要还可能设置漂浮装置，借以增加浮力而浮于海面并保持一定的漂浮姿态。回收系统中的扶直装置能产生附加浮力，使回收舱翻身；而在陆地着陆时扶直装置能使回收舱在陆地着陆后处于直立姿态，以保证信标天线竖立，正常发射信号。