1993年12月25日，中国科学院的人造卫星跟踪观测系统已成功地捕获到两个多月前失控的一颗返回式卫星。

1993年10月8日，我国发射的第15颗返回式卫星在返回变轨时失控。按原定计划，这颗卫星应当在10月16日返回，但是当地面发出返回指令后，由于卫星姿控未能调到预定的角度，它便以错误的姿态接受了指令，于是拐上了另一条轨道。当时据初步分析，事故的原因是卫星在运行段俯仰红外通道发生了故障，造成了姿态确定错误，致使卫星回收失败。

10月20日，中国科学院启动了它的卫星观测网，开始对这颗卫星进行跟踪。当天晚上，南京和乌鲁木齐观测站拦截到了卫星，并取得了观测资料，提供了卫星的变光特征。经验证，变光特征与星体有一面镀铝、锥面上是黑色或绿色的特征相一致，因此判定观测目标正确无误。

中国是第三个突破航天器返回技术的国家。在40余年的发展历程中，返回式卫星成为中国发射最多的卫星系列。据专家介绍，返回式卫星中有许多关键技术到目前仍然是诀窍，例如再入防热技术、姿态控制、回收软着陆技术等，中国的载人航天技术也是在返回式卫星技术的基础上发展起来的。

航天器返回技术发展历程

不管载人航天器在太空停留多久，最终总要返回地球。航天专家曾经指出：“以登月飞行为例，整个行程包括太空船升空、轨道上行进、指挥舱绕月、登月舱降落、太空人在月球表面漫步并采掘月球岩石标本、登月舱离开月球、登月舱与指挥舱会合与联结，然后返回地球轨道、重入大气层及最后降落。所有这些步骤中，最危险的不是40万公里的航程，也不是月球表面的登陆，而是重返大气层。”由此可见，人类的宇宙飞行，决定于航天器的返回技术。

航天器返回技术是以再入防热技术、火箭回收技术和某些航空器回收技术为基础逐步发展形成的。20世纪40年代末，美国和苏联竞相利用V-2导弹改装成地球物理探测火箭，将科学探测仪器和试验生物等发射到100公里以上的高度，然后回收到地面。此时再入速度较小，制动过载和气动加热还不成为问题。随着导弹射程的增加，弹头再入速度越来越大，气动加热问题日益严重。为此人们从弹头外形到防热材料开始进行系统的研究。

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。1959年美国用降落伞完整地回收了洲际导弹的试验弹头，显示了烧蚀防热的有效性和应用气动减速原理的可能性。

50年代末，美国和苏联积极开展卫星返回技术的研究。1960年至1961年初，美国的“发现者”号卫星和苏联的卫星式飞船先后成功地返回地面。至此，人类从环地轨道返回的技术基本成熟，为载人航天奠定了基础。

1961年4月12日，苏联“东方”号飞船成功返回，揭开了载人航天的新纪元。美国在取得“水星”号飞船弹道式返回成功之后，开展了升力弹道式也称半弹道式返回技术的研究。1965年美国“双子星座”号飞船成功地进行了半弹道式返回技术试验，大大提高了着陆精度，也为“阿波罗”号飞船月球返回技术奠定了基础。

1968年12月21日，“阿波罗”号飞船首次载3名航天员飞向月球，在绕月球飞行后安全返回地面。在此前后，苏联也在进行月球着陆和返回技术的研究，1970年9月苏联“月球”16号探测器的返回舱带着月球土壤返回地面。1981年4月12日，美国“哥伦比亚”号航天飞机滑翔返回首次成功，开创了载人航天的又一新阶段。

中国航天器返回技术是基于探空火箭回收技术和再入防热技术发展起来的。自1959年起，中国开始研究火箭返回技术，取得进展，并在再入防热技术方面获得重要突破。1975年11月26日，中国第一颗返回型遥感卫星发射成功。卫星在轨道上正常运行3天后，按预定计划返回地面。1976年、1978年、1982年、1983年和1984年，中国又接连5次成功地发射了返回型遥感卫星，并全部安全返回地面。中国遂成为世界上三个掌握人造地球卫星返回技术的国家之一。

航天器返回是一项复杂的技术

航天器在轨道上的运动是在地心力场作用下，基本按天体力学规律运动，改变运行速度可使航天器脱离原来的运行轨道而转入另一条轨道，若速度的变化可转向进入地球大气层的轨道，则可能实现返回。

航天器返回技术是一项复杂的综合性技术，为使航天器安全返回和准时定点着陆，返回控制和制导、再入大气层的防热、回收和着陆是返回技术的关键。

航天器的返回按技术特点分为：弹道式返回、半弹道式返回和滑翔式返回三类。

弹道式和半弹道式再入航天器的返回舱必须有回收系统，下降到20公里左右的高度时达到稳定下降速度，然后逐级展开气动力减速装置（如降落伞），使返回舱进一步减速，直至安全降落或溅落。此时，回收系统不断发出信标信号，使地勤人员迅速寻找宇航员。航天飞机是滑翔式返回的典型，其具有相当大的机动滑翔能力，亚音速气动力特性可使它在预定场地的跑道上水平着陆，可多次进行水平着陆的技术是重复使用航天飞机的先决条件。对于在近地轨道上运行的航天器，最简单的返回方法是利用地球高层稀薄大气的微弱阻力使航天器运行轨道自然降低，然后进入稠密大气层以实现返回，即所谓轨道衰减法返回或制动椭圆法返回。采用这种方法返回虽然简单，但很难预计着陆时间和位置，而且需要很长的制动时间，因此这种方法只是在载人航天的初期，准备在发生故障无法实现航天器的强制返回时，作为一种备用的应急返回方案。实际上航天器返回是应用变轨的原理，强制航天器脱离原来运行轨道再入地球大气层实现返回，即采用直接进入法返回。按照这种方法，航天器从外层空间返回地面须经历离轨、过渡、再入和着陆4个阶段。

来源: 江苏科技报