缘起“东方红”，我与中国卫星50年
从1975年第一颗返回式卫星成功返回，到2016年实践十号返回成功，中国一共进行了25颗返回式卫星的研制，每一次唐伯昶都在。古稀之年，回忆起与返回式卫星的50年，他用一首首诗歌表达了自己对航天事业的赤诚之心。什么是返回式卫星？返回式卫星是如何返回的？返回式卫星有什么用途？中国空间技术研究院返回卫星总指挥兼总设计师、实践十号卫星工程总师唐伯昶，带领我们走进他与返回式卫星50年背后的故事。
本文来自微信公众号：格致论道讲坛（ID：SELFtalks），作者：唐伯昶（中国空间技术研究院返回卫星总指挥兼总设计师、实践十号卫星工程总师），头图来自：视觉中国
以下内容为唐伯昶演讲实录：
大家好，今天非常高兴和大家一起交流我和返回式卫星的50年。现在天上飞行了很多卫星，各种各样的卫星有不同的用途，其中有一种就是我这辈子从事的返回式卫星。
1970年4月24日，我国成功进行了第一颗人造卫星发射，那时候我大学还没毕业，还在哈尔滨军事工程学院等待毕业分配。当我们听到第一颗东方红卫星发射成功的时候，心情是非常激动的。
卫星到底怎么发射上去呀？发射上去以后还回不回来呀？它都完成一些什么任务呀？我们守在收音机旁边，听着东方红卫星发出的音乐，心情非常激动。那时候我想，如果将来毕业以后也可以去从事卫星研制是多么美妙的事。四个月以后，也就是1970年8月，毕业分配明确了，我来到中国空间技术研究院从事返回式卫星研制。
图片的右边，就是刚开始研制的返回式卫星，那什么叫返回式卫星呢？可能大家还不是很清楚，那么多卫星都能回来吗？哪些可以回来？简单地这些情况给大家做一个介绍。
发射卫星上天以后，围着地球转动，然后绕地球飞行的同时，继续进行有关空间的一些科学实验或者遥感，然后将成果能够带回地球，这样的卫星才叫返回式卫星，那别的卫星不能返回吗？对，如果没有按照返回卫星的设计来考虑的话，其他的卫星是不能够安全返回地面的。简单来说，返回式卫星是卫星，但是它可以回来。
关于返回式卫星，我从1970年参加工作开始从事这个型号的研制，从1974年第一颗返回式卫星发射到2016年，可能大家都知道，也就是实践十号科学实验卫星，一共进行了25次发射。
大家可能会提出这样的问题，你们发射这么多返回式卫星能干什么？比如通信卫星是可以传电话、电视，那么返回式卫星到底是做什么事？我们25颗卫星中有23颗是返回式遥感卫星。大家可能不太明白，再简单一点说，就是我们带着照相机和胶片到太空去，对着地面照相，拿到地面处理。这样就可以获得国家农作物生长的情况，也可以通过这种方式把地图绘制出来，利用于国民经济和国防建设，是返回式卫星的主要用途。
除此之外，还有科学实验。如果载荷需要通过空间环境的科学实验，再把成果带给地球，那必须是返回式卫星，当然现在还有我们的飞船，必须是可返回的航天器，才可以完成这个任务。
我们发射了二十几个卫星，大部分取得了成功。其中有很多遥感数据，给我们的国民经济和国防建设的有关用户部门取得了很多成果。在取得胜利的同时，我们也经过了奋斗和刻苦攻关等等，在发射过程中间也出现过失利和挫折。
先说两个情况，第一个大家可能不是很清楚，在1974年第一个返回式卫星发射的时候，由于运载火箭出现故障，卫星没有进入轨道，这是一个试验星。但是很快我们找到了原因，1975年进行第二次发射，我们就获得了成功，在天上进行遥感的一些胶片带回了地球。
还有一次是卫星本身出了问题，刚才那个是运载火箭出了问题，这个是控制系统由于出现故障，没有及时返回地球，这是第二次失利。除了这些以外，其他发射回收都很成功。
这中间还有两个有趣的故事，大家可能会感兴趣。
一个就是在1984年，卫星回收的时候掉到水里去了，因为回收区设在四川，江河很多，结果就掉到了沱江。那时候调动了很多人，还动用了国家的潜水部队，当地的渔员到处撒网，最后找到了返回舱的位置，由潜水员把回收舱打捞上来。由于防水设计比较好，成果没有受到影响，拿回去交给用户，用户也得出了比较好的结果。
还有一个趣事呢，就是我们2004年发射两颗卫星，有一颗掉到人家楼顶上去，落到人家屋里去了。有的人就说：“唐总，你们这个卫星怎么从人家屋里用吊车吊出来了？”我说这是概率问题，本来在四川回收场的话，应该大部分是农田和山区，掉在水里的情况应该说可能性比较小，但是这种小概率事件被我们遇到，回忆起来还很有趣。
当然，除了老百姓的房屋有所损坏，卫星里面的成果没有受到影响，也取得了好的成绩。事后当然按照卫星回收的规定，给当地老百姓的房屋进行了补偿、维修。
大家看这个图，我们有两个发射区，左边是一个老发射台，到九泉卫星发射台去的时候一定要参观一下老发射台，是在九泉卫星发射场的二号地区，现在是供人家参观的。在那边我们一共发射了18颗返回式卫星，那个条件比较简陋，厕所都是在野外的，我们在地下室里进行卫星的测试。
图中右边的发射位，是现在飞船发射工位旁边，是新建的一个工位，后面卫星都在这个新工位发射，而且后面的7颗卫星，有6个是我担任总设计师和总指挥，最后一颗是工程师总师。除了管卫星，还要管运载、发射场，还有测控中心等等。所以这些频繁的卫星发射卫星发射，伴随着我的人生一直进行到现在。
2006年，当我完成了六颗卫星的发射取得圆满成功情况下，我非常高兴，填了一首词：“胡杨柳，垂杨柳，夕阳西照林荫走。河心岛，新堤绕。慢移双脚，忘其烦恼。好，好，好。葡萄酒，茅台酒，卫星昨又龙抬首。金秋到，佳音报。四年征战，六星高照。妙！妙！妙！”我是爱好诗词的设计师，我觉得这一首诗歌，非常好地反映了我进行返回卫星几十年所取得的成绩。
这是我们在1975首次成功实现回收，后面我要跟大家介绍一下它的技术难点。
可能有的朋友会问，返回式卫星究竟优点在哪里，特点在哪里？
简单从三个方面介绍。第一，卫星是“飞得高、看得远”，只要发射入轨进入太空以后都一样，对返回式卫星我们必须把地球看的地方都能看到，通过运载火箭把卫星发射进入轨道，围着地球转的时候，同时地球本身也有自转，这两个东西加到一起，我们可以实现全球的覆盖。这就是第一个，“飞得高、看得远”，如果通过遥感，想遥感什么地方，就可以遥感什么地方。
第二是无重力。这可能大家不是很了解，重力在卫星上跟地面有什么差别吗？有，我们在地面是多重就是多重，但是卫星发射到太空去以后，它的惯性离心力——学过物理的人会有这个概念——跟地球的重力新相互抵消，出现了一种无重力。比如航天员在飞船舱里面，来回像游泳一样可以动的话，那就是因为无重力。
这对于卫星工程来说，就是微重力水平，这个干什么用呢？就是进行科学实验，需要这种微重力环境。这微重力环境在地面能不能模拟呀？也可以，如果大家关心的话，中科院在中关村有一个落塔，大概有好几十米，从塔顶把一个物体落到地面，中间的两三秒就是微重力环境，但是掉落了地以后就没有了。这就是为了短时间的微重力，我们花很多钱造一个这样的塔，如果是在卫星做这个实验，那我们不是两三秒，而是几天几十天。作为科学实验，这是一个很重要的指标。
第三个特点就是可回收。卫星回收容易吗？我们是通过解决了很多技术难关以后，卫星才能回来。第一，卫星在太空飞行，它的速度是第一宇宙速度，每秒钟7.8公里，把速度降下来，必须把姿态调整以后，然后朝着一个方向喷火，就是用固体火箭发动机，另一个方向飞向地球，这样才能载入地面，不然它会永远在太空不断飞行。
然后当它进入大气以后，我们还要考虑大气摩擦产生的高热高温对卫星的影响，最后到一定的高度，再把我们的降落伞打开，最后落到地面，卫星就是一个比较完整的回收舱，这就是返回式卫星的好处和优点。
那返回式卫星的难点在哪里？
第一，要抗烧蚀，大家看卫星回收舱黑乎乎的，怎么从天上回来变黑了呢？那是载入大气的过程中，和空气进行摩擦产生高温高热，最后落到地面就成为这样的情况。第一个是要抗烧蚀，我们要从材料结构两方面设计保证不烧坏。
第二，软着陆力。到地面几公里的情况下，它的速度还是很高，我们要利用降落伞把速度降下来，然后落到地面，回收舱才比较完整
第三，热设计。因为回收舱里有时候要把热往外散，有时候还要保证保住热不散出来，因为里面的设备要有合适的温度，这也是返回式卫星的一个特点。
这些难关，我们从70年代一直攻克到2016年的发射卫星，在技术上都有不断地提高。我们一共发射了25个卫星，有23个取得了成功，我们在技术上取得了很多成就。这些技术难点后来都利用到其他的卫星上，因为返回式卫星在中国是发展比较早期的一个型号。
另外，我们培养了一支技术过硬的返回式卫星队伍，同时这些骨干力量为飞船还有小卫星的研制做出了贡献，同时在科研成果方面，我们还获得了国家的特等奖、一等奖等很多奖项。
70岁的时候，我作为返回式卫星的工程总师，完成了“实践十号”卫星以后，写了一首七律诗，心情都反映在这首诗上。我是1946年出生的，是丙戌年。所以这首诗是：“丙戌巡回又丙申，古稀已过尚全勤。星船廿五辉千载，国奖三回值万金。散曲诗词为爱好，人生足迹见诗文。二胡演奏云追月，千米连游到八旬。”我现在72岁，还要为返回式卫星项目做顾问，把我的余热继续发挥下去。
最后向大家介绍一下返回式卫星的发展前景，返回式卫星后面还要做回收更多的卫星，这个卫星中国空间技术研究院目前正在进行研究，它的回收重量和微重力水平都有很大的提高，希望各界对我们的返回式卫星进行关注，和我们一起用好返回式卫星。
谢谢大家！
本文来自微信公众号：格致论道讲坛（ID：SELFtalks），作者：唐伯昶
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