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天地縱橫的多面手
（2006年07月13日 14:53）
來源︰《太空探索》
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□作者: 龐之浩
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應用衛星無論是在國民經濟領域還是在軍事方面，以及人們的日常生活中都有巨大的幫助作用，但其技術更為復雜，且價格昂貴。
世界第三
中國最早研制的應用衛星是返回式衛星。中國返回式衛星的研制工作是從1966年開始的。在攻克了衛星姿態控制與軌道控制技術、衛星再入防熱技術和衛星回收技術等一道道難關後，1975年11月26日，中國第1顆返回式衛星終于由長征二號運載火箭從酒泉衛星發射中心發射成功。它在軌道上運行了3天，各主要系統工作正常。11月29日，該星按預定時間返回了中國大地，帶回了豐富的遙感資料。
該星是一種在低軌道上運行、采用三軸穩定方式、對地心定向和返回艙可安全返回地面的衛星，主要用于國土普查。其運行軌道為︰近地點173千米，遠地點483千米，傾角63°，軌道周期91分鐘。它由儀器艙和返回艙組成，質量為1790千克。衛星儀器艙攜帶的1台可見光地物相機用于對預定地區進行攝影，獲取地球遙感資料；其上的1台星空相機用于對天空攝影，以測定對地攝影時刻的姿態精度。衛星完成預定攝影任務後，將存放膠片的返回艙在預定的地區回收。
它使中國成為繼美、甦之後世界上第3個掌握返回式衛星技術的國家。這項技術在當時可以說是一道世界難題，就是在今天掌握它的國家也寥寥無幾。為此，美國曾耗費了12顆衛星失敗的高昂代價，甦聯也同樣支付了13顆衛星的學費，而中國則少得多。
次數最多
返回式衛星是中國目前發射次數最多，成功率最高的一種衛星。從1975年至2005年，中國一共發射了22顆返回式衛星，它們產生了明顯的社會效益和經濟效益，是中國最成功的航天計劃之一。返回式衛星經過3個型號的不斷成熟、發展，形成了返回式衛星平台。該平台分為返回艙和儀器艙，由結構、熱控、控制、遙控遙測、跟蹤和壓控分系統組成，可攜帶不同的遙感設備和搭載設備，進行多種飛行任務，並回收拍攝的膠片和進行空間搭載服務。用返回式衛星不僅可以進行遙感、微重力實驗和新技術試驗，還為中國掌握載人飛船返回技術提供了重要借鑒，因為返回式衛星和載人飛船在返回技術上有許多相近之處。
到目前為止，中國一共發展了兩類返回式衛星，一類是國土普查衛星，另一類是地圖測繪衛星。這兩種類型的衛星在外型上都是羽毛球狀的鈍頭圓錐體，但裝有不同型號的對地攝影相機。
20世紀中國研制了2代返回式衛星，它們均由儀器艙和返回艙組成。第一代容積為7.6立方米，返回有效載荷260千克，在軌飛行3天∼8天。第二代容積達到12.8 立方米，返回有效載荷達400千克，能在軌飛行15天∼20天，一次飛行所獲得的衛星遙感信息量比第一代返回式衛星增加13倍以上，衛星照片的地面分辨率也提高了3倍。
在運行成功第一、二代返回式衛星後，中國在21世紀又發射了新型返回式衛星。2004年8月29日、9月27日先後發射的2顆新型返回式衛星，它們分別于2004 年9月25日和10月15日成功返回地面。新型返回式衛星無論在飛行時間上，還是在功能方面，以及軌道控制精度和返回控制計算等整體性能，都有較大的改進和提高。
應用最廣
中國返回式衛星帶回了大量遙感數據和照片，廣泛應用于國土普查、地質調查、水利建設、石油勘探、地圖測繪、環境監測、地震預報、鐵路選線、考古研究等領域，產生了很好的社會和經濟效益。在完成空間遙感這一主要任務的同時，利用其剩余的空間和載荷能力，多次以搭載的形式進行了一系列空間技術試驗和微重力實驗，達到了一星多用、一次發射多方受益的目的，在材料加工和太空育種等方面也取得了可喜成果，在一定程度上彌補了中國目前沒有專用的微重力實驗衛星和技術試驗衛星的不足。
返回式衛星所拍攝的每幅遙感照片覆蓋的地表面積可達3.2×104平方千米。這些照片比例尺大、圖像清晰、視野寬闊、灰度大、分辨率較高。衛星還對陸地資源進行動態監視，獲取了CCD照片。
利用衛星獲得的國土照片，對京、津、唐地區5.5×104平方千米的區域進行了資源和環境的調查研究。查明了該地區47個縣級單位的土地、水域、森林、耕地、鹽堿地、風沙地、居民用地以及侵蝕地的面積；查明了北京市自1951年到1988年耕地減少35.5萬畝，京、津、唐地區人均耕地面積僅為1.35畝，約為全國平均水平的60％等情況。不僅證明了衛星遙感的實效性，而且這些專題的調查費用僅為常規調查費用的1/13∼1/3。
利用衛星國土照片進行了礦藏地質調查，在塔里木盆地發現了新的成油構造；在大同煤田圈定了煤田範圍，直接劃分了含煤層；在北京地區找到了7個成礦預測區；在內蒙古自治區找到了鉻礦和鐵礦。
用衛星照片進行地震地質調查，直接繪制出地震地質圖，可提供較詳細的地震地質背景材料；完成了黃河三角洲1: 50000和1: 100000地圖的修訂；繪制了中國第1幅南沙群島的影像地圖；查清了黃河、灤河、海河三大水系泥沙流的活動規律和相互作用情況；在內蒙古自治區發現了金代的界壕和元朝時的古應昌城遺跡。
利用該星照片對河北興隆縣至天津薊縣鐵路東西2個方案進行對比選擇，結果發現西線方案不僅斷層破碎帶少，而且比東線短2千米，從而節省投資300多萬元人民幣；為建造穿過六盤山的鐵路選擇了一條繞過危險斷層帶的路線。
中國返回式衛星自1987年以來多次以搭載的形式，進行了一系列空間技術試驗和微重力實驗，在材料加工和太空育種等方面也取得了可喜成果。其搭載重量由一開始的十幾千克增加到幾百千克，這相當于搭載發射了一顆小型科技試驗衛星。1987年首次用返回式衛星為法國搭載藻類培養試驗裝置，邁出了中國應用衛星走向國際市場的第一步。
中國在返回式衛星上進行的試驗與實驗有︰半導體晶體生長、蛋白質生長、微生物試驗、高等動物小白鼠實驗和育種等，結果十分滿意。在太空獲得的砷化鎵單晶，結構完整，無雜質，無條紋，組分均勻，具有很高的科學價值和經濟價值；通過空間誘變育種試驗選育出高產、質優和抗病能力強的青椒，產量增加25%，維生素C含量提高15%∼20%，病情指數減輕55%，口味好。僅在1987年∼1996年，中國就用返回式衛星進行了8次計300多個品種的農作物種子微重力搭載試驗，它對培育新型良種、提高農作物產量和質量起到了積極的推動作用。這些搭載項目有的已達到國際先進水平。
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文章作者:龐之浩
責任編輯:skylook
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