1975年,中国首颗返回式卫星“FSW-0”通过制动火箭减速脱离轨道,再入大气层时采用防热材料保护,降落伞系统实现软着陆,最终由地面团队成功回收。
返回过程关键步骤与技术
1.轨道调整与制动阶段
卫星在预定轨道运行后,地面指令启动制动火箭,通过反向推力降低速度,使卫星脱离原有轨道并朝向地球方向运动。此时卫星需精确计算角度,避免再入时因速度或角度偏差导致烧毁或偏离落区。
2.再入大气层防热控制
卫星以高速(约7.9千米/秒)进入大气层时,表面温度急剧升高至数千摄氏度。科研团队采用“烧蚀防热罩”技术,通过特殊复合材料(如玻璃纤维增强酚醛树脂)的逐层烧蚀带走热量,保护内部设备安全。
关键技术实现对比表
阶段 | 技术难点 | 解决方案 |
---|---|---|
制动减速 | 推力精度与时机控制 | 多台小型火箭并联点火 |
再入姿态调整 | 气动干扰下的稳定性 | 陀螺仪与喷气控制系统协同 |
防热保护 | 极端高温与材料烧蚀 | 分层复合材料+气动外形优化 |
着陆减速 | 开伞高度与速度匹配 | 两级降落伞(减速伞+主伞) |
3.着陆回收系统
- 减速伞释放:卫星降至15千米高度时,气压传感器触发减速伞展开,速度降至亚音速。
- 主伞与信标定位:在5千米高度切换主伞,同时开启无线电信标,便于地面雷达追踪。
- 着陆缓冲:部分型号采用气囊或反推火箭进一步缓冲冲击,确保载荷完整性。
4.地面测控与回收
全国布设多个测控站,通过无线电信号实时监控卫星轨迹。回收团队结合气象数据与定位信号,快速抵达着陆区域,完成设备检查和样本取回。此过程需在24小时内完成,防止极端环境损坏数据。