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实践十号(SJ-10)启程

掀起微重力科学实验卫星的盖头

本报记者 李大庆

       实践十号返回式科学实验卫星6日凌晨顺利升入太空。这是继去年12月我国发射暗物质探测卫星后又一次发射的科学卫星。其主要任务是开展空间科学实验,研究、揭示微重力条件和空间辐射条件下的物质运动规律及生命活动规律,以取得创新科技成果。

    “微重力”通俗讲就是失重。实践十号卫星工程项目首席科学家胡文瑞院士说,卫星发射到地球空间并围绕地球作周期运动时,地球引力与卫星运动时产生的惯性离 心力相平衡,来自地球的重力被抵消,从而在飞行器中产生了“微重力”环境。这种太空失重的微重力环境对科学家来说是一个宝贵的研究资源。

       胡文瑞告诉记者,实践十号卫星的科学实验项目是面向国内外,从200多项申请中筛选而出,最终确定开展微重力流体物理、微重力燃烧、空间材料科学、空间 辐射效应、微重力生物效应、空间生物技术等6大领域的19个空间科学实验任务。所有科学实验均具有创新性,每一项都有很强的科学研究价值。

       实践十号卫星科学应用系统总设计师康琦认为,实践十号卫星主要有两个创新点。一是其全部科学项目均为微重力科学和空间生命前沿研究课题,其中多项科学实 验在国际上是首次开展,包括哺乳动物胚胎发育研究、对颗粒团簇行为进行系统空间实验等;二是在返回式卫星上首次引入流体回路技术,解决了返回舱的热控问 题,如空间材料实验设备(温度长期保持在700度附近)和生命科学实验设备(温度长期保持在36度左右)同处返回舱,温控要求高的技术难题。

       实践十号卫星采用双舱模式,分为返回舱和留轨舱。胡文瑞介绍说,返回舱以生命科学的实验为主,而留轨舱则以物理实验为主。“8项流体物理和具有一定危险的燃烧实验将在留轨舱内进行,另外11项科学实验将在返回舱进行。”

       实践十号卫星搭载的微重力科学和空间生命科学实验,既着眼于科学前沿,也服务于国家重大需求。其中,“微重力条件下煤颗粒/煤粉燃烧及其污染物生成特性 研究”就对节能减排具有重要意义。煤是我国的主要能源,因此高效燃烧、降低污染排放对我国具有特殊的意义。煤燃烧的模型化研究需要准确的物性参数,然而在 地面上往往受到重力及浮力对流的影响,有些物性参数的准确测量几乎不可能。有效建立各种模型以及模型推演,深刻认识煤燃烧机理是提高煤燃烧效率的重要途 径。

       而导线绝缘层和典型非金属材料这两个微重力燃烧实验,则是针对载人航天器的防火问题而设计的。内部起火是卫星、飞船、载人航天器等面临的最大威胁之一, 此前国际上已有过惨痛教训。由于缺乏微重力条件下完善的防火规范,我国以往主要借鉴地面或航空的防火规范。在载人航天的有氧环境下,航天器内部一旦着火, 后果不堪设想。胡文瑞说:“这两项燃烧实验就是要观察微重力条件下材料着火、燃烧以及烟气析出的规律,并对比重力条件下的燃烧规律,为建立我国自己完整的 航天防火规范服务。这将对未来我国空间站的防火问题起到重要作用。”

       此外,科研人员还将首次开展微重力条件下的造血干细胞和神经干细胞三维培养研究、哺乳动物早期胚胎发育研究等,为人类疾病的有效预防以及长期空间活动的 生殖发育健康和繁衍等提供科学依据,通过揭示空间微重力环境对生命体生理稳态的影响规律及其机理,为未来载人航天的发展提供必要的基础支撑。

       实践十号卫星执行的是开放的科学实验任务。在19项任务中也有与欧洲空间局开展紧密的国际空间合作。例如,“微重力条件下石油组分热扩散特性的研究和 Soret系数的测量”就是联合欧洲空间局和加拿大石油公司,对原油的Soret系数进行测量,力求深化对多组分流体在高压以及有温度梯度下流体成分的分 布认识,提供对油田中原油分布的更准确理论预测,从而降低油田开采的成本。

       康琦认为,实践十号卫星的发射将有助于在重大基础研究和应用研究方面取得突破性进展,促进我国在空间微重力科学和空间科学上的发展。

    (科技日报酒泉4月6日电)   


中新社甘肃酒泉4月6日电 题:10个数字解码中国“实践十号”科学卫星

  中新社记者 张素

  中国实践十号返回式科学实验卫星,4月6日在酒泉卫星发射中心成功发射。中新社记者采访专家,选取这颗卫星的10个关键数字进行解码。

  3.3——“实践十号”总质量约3.3吨,由低轨道发射能力约3.6吨的长征二号丁运载火箭,将其送入轨道。运载系统总指挥谈学军说,长二丁已发射26次,将38颗卫星送入太空,保持着100%的成功率。

  555——谈学军介绍,火箭主动段飞行约555秒,发射559秒后星箭分离。为最大限度排除地面重力对空间生命科学实验任务可能带来的影响,科学家们在发射8小时以前才安装最后一个载荷,并对生命生长状况进行监控。

  25——“实践十号”是中国第25颗返回式卫星。“从1974年开始发射返回式卫星至今,已是‘轻车熟路’。”中国航天科技集团五院“实践十号”卫星工程总设计师唐伯昶说,此番专门为“微重力科学和空间生命科学”实验研究量身定做,可谓名副其实的“空间实验室”。

   10^(-6)——太空环境的重力约为地球的10^(-6),人类可以在此实现地面上难以进行的科学实验,或生产新材料和昂贵药物等。“俄罗斯返回式卫 星已达到10^(-6)g这一技术指标。”航天科技集团五院“实践十号”卫星系统总设计师赵会光说,“实践十号”整体优于10^(-4)g,部分时段或位 置将达到10^(-6)g。

  13/7/23——据不完全统计,在已发射的24颗返回式卫星中,共完成13项空间生命科学实 验,7项空间材料加工试验,23次空间微重力科学实验,3次微重力测量试验,以及900多件植物种子、微生物、虫卵,100多件空间辐射剂量测量,20多 件航天用器件的无源搭载试验等。

  19——“实践十号”卫星首席科学家、中科院院士胡文瑞介绍,卫星搭载了19个科学实验载荷,涉及28项科学实验研究,所有科学实验均具有创新性。这也是中国迄今为止单次空间微重力和生命科学实验项目及种类最多的空间任务。

  2——19项科学实验中有两项涉及国际合作。分别是,与欧洲空间局合作进行的实验项目是“微重力条件下石油组分热扩散特性的研究和Soret系数的测量”。与日本宇宙航天研发机构合作进行的实验项目是“多种空间熔体材料科学实验”。

  3——据悉,“实践十号”回收舱设计在轨运行若干天,返回地球,着陆场为具有比较成熟回收条件的内蒙古四子王旗。留轨舱将继续在轨工作3—5天,可以继续进行实验,之后舱段将坠入大气层烧毁。

  10——胡文瑞回忆,筹备“实践十号”几乎已有10年,是中科院空间科学先导专项首批立项研究的科学卫星中准备时间最长的。赵会光说,距离上一颗返回式卫星“实践八号”在2006年成功发射,也已过去10年。

   11/6——“实践十号”卫星科学应用系统联合了中国科学院11个研究所及中国6所高校共同参与,参与其间的科技人员近500余人。“实践十号”卫星工 程则分为工程大总体及卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控回收系统、地面支撑系统以及科学应用系统等六大系统。(完)


中新社甘肃酒泉4月6日电 (记者 张素)中国首颗微重力科学实验卫星“实践十号”返回式科学实验卫星,6日在酒泉卫星发射中心成功发射。记者获悉,欧洲空间局和日本宇宙航天研发机构各自参加了一个科学实验项目。

  “实践十号”卫星首席科学家、中科院院士胡文瑞在受访时说,与欧空局合作进行的实验项目是“微重力条件下石油组分热扩散特性的研究和Soret系数的测量”。与日本宇宙航天研发机构合作进行的实验项目是“多种空间熔体材料科学实验”。

  “早在‘实践十号’立项之初,中方就与欧空局签署合作协议。”胡文瑞对中新社记者说,此次中欧合作项目也属于SCCO项目,这是一项包括加拿大、俄罗斯等国参与在内的持续多年的国际合作。

  胡文瑞解释说,由于地热梯度的存在,Soret效应对分布于地下的石油各组分的迁移和分布有很大影响。要想尽可能准确预测油田中的气油界面和组分分布,就需要Soret系数的准确数据。但在地面常重力条件下,无法获得不受对流干扰的理想热扩散,继而无法得到准确数据。

   “利用中国的返回式卫星,搭载欧方和中方共同研制的仪器设备,以及6种不同的石油多组分样品,其中4种来自欧洲、2种来自中国。双方共同完成石油组分热 扩散系数的测量,让样品进行约270小时的理想热扩散过程。”胡文瑞说,待样品返回地球回收后再进行分析,得到Soret系数的精确数值,极具应用前景。

  “在最具优势和最具重大科学发现潜力的科学热点领域,通过自主和国际合作科学卫星计划,实现科学上的重大创新突破。”中国科学院国家空间科学中心主任吴季表示,希冀带动相关高技术的跨越式发展,发挥空间科学在国家发展中的重要战略作用。(完)


返回式微重力科学实验卫星待发射

2016-03-23

  “实践十号”卫星即返回式微重力科学实验卫星,是中科院先导专项即将发射的第二颗卫星,该卫星将开展19项科学实验任务。 

  在该项任务中,中科院上海技术物理研究所承担研制了6项有效载荷研制,分别是家蚕培养箱、植物培养箱、高等植物箱、干细胞箱、胚胎培养箱和颗粒物质箱。 

  目前,上述6台载荷已转运至发射场,按计划将开展整星电测、发射场协同装样、转运演练及匹配试验、射前样品装载与转运等工作。试验队已顺利完成颗粒物质箱的射前装样和验收交付,发射场第一阶段的协同演练及匹配试验进展顺利。 

  下阶段,上海技物所实践十号卫星发射场试验分队和临时党支部将在试验分队和临时党支部的领导下,同心协力,细致工作,确保第二阶段协同演练和射前样品装载与转运等工作顺利开展,圆满完成科学实验任务! 


2月24日启运


“实践十号”卫星工程星箭通过出厂审定
文章来源:重大科技任务局    发布时间:2016-02-06
  2月5日,中国科学院重大科技任务局在北京组织召开“实践十号”返回式科学实验卫星(以下称“实践十号”卫星)工程星箭出厂审定会。中科院副院长谭铁牛,航天科技集团公司总工孙为钢出席会议。
   与会领导和代表观看了“实践十号”卫星工程研制汇报片,听取了工程总体、卫星系统、运载火箭系统作的研制工作报告和发射场系统、测控系统、地面支撑系 统、科学应用系统作的任务准备情况报告,工程总体宣读了“实践十号”卫星工程星箭出厂请示,卫星用户单位、工程各大系统“两总”及研制单位主要负责人、工 程“两总”、首席科学家、专项高级顾问、专项负责人、航天科技集团公司负责人针对“实践十号”卫星工程星箭出厂发表了意见,并对后续工作提出了要求。
   综合各方意见,谭铁牛表示同意星箭出厂执行发射任务,并向工程全体参研人员的辛勤付出和发射测控系统主管部门、航天科技集团公司长期以来对中科院空间科 学先导专项的大力支持与帮助表示衷心感谢。针对“实践十号”卫星发射任务后续工作,谭铁牛提出五点要求:一是高度重视,确保任务成功;二是精心策划,确保 进场安全;三是坚持质量第一,严格遵守各项纪律;四是精诚团结,服从统一安排;五是尽早谋划,系统策划,全面筹划,确保成果产出。
  根据批准的星箭进场工作安排,“实践十号”卫星及配套长征二号丁型遥三十六运载火箭将分别于2月下旬和3月上旬运抵酒泉卫星发射中心,星箭计划于4月上旬择机发射。
   中科院前沿科学与教育局、发展规划局、条件保障与财务局、科学传播局、国家空间科学中心,航天科技集团公司宇航部、中科院中国长城工业总公司相关负责 人,“实践十号”卫星工程首席科学家和工程“两总”,工程六大系统承担单位的主要负责人和系统“两总”共50余人参加会议。


实践十号返回式科学实验卫星中国科学院发射场试验队成立暨动员大会在京召开
2016-02-05
   2月5日,空间科学先导专项实践十号返回式科学实验卫星中国科学院发射场试验队(下简称试验队)成立暨动员大会在中国科学院国家空间科学中心召开。空间 科学先导专项负责人、空间科学卫星工程常务副总指挥吴季、实践十号卫星项目首席科学家胡文瑞院士、实践十号卫星工程总师唐伯昶等领导参加了会议。会议由实 践十号卫星工程副总指挥孟新主持。

   中国科学院国家空间科学中心党委书记黄康平宣读了实践十号卫星中科院发射场试验队和临时党支部成立的文件。随后,试验队队长王树志向参会领导和试验队员 介绍了试验队工作计划和工作要求,从空间科学先导专项负责人吴季手中接过了试验队队旗,并表示一定圆满完成发射场试验任务。
  在动员讲话中,唐伯昶总师指出要高度重视中科院发射场试验队与卫星系统发射场试验队在计划调度、技术工作方面的协调,要求加强在基地的安全工作,全体试验队员要严格遵守试验队纪律。
   会议最后,吴季常务副总指挥对试验队提出了要求和期望,指出要加强纪律和保密工作的宣贯,强化发射场数据判读工作,加强与卫星系统发射场试验队计划调 度、技术工作协调,做到统一行动;提前做好发射场操作演练,确保操作零失误。要求全体试验队员通过严肃认真、周到细致、稳妥可靠的工作,确保发射任务万无 一失,不辜负全体工程人员4年多的努力工作,不辜负各单位领导的期望,不辜负中国科学院领导期望,不辜负祖国人民对于中国科学院的期望。
  (供稿:科技处)


实践十号返回式科学实验卫星工程地面支撑系统完成预验收

2016-02-03

   1月30日,实践十号返回式科学实验卫星工程地面支撑系统顺利通过预验收评审。中科院军工项目监理部、实践十号卫星工程总体、卫星系统、科学应用系统、 测控系统及地面支撑系统共五十余人参加了评审会。评审组组长由工程总师唐伯昶担任,组员包括空间科学先导专项常务副总指挥吴季、首席科学家胡文瑞院士、工 程副总指挥孟新、工程总师助理张晓辉、科学应用系统总师康琦、卫星系统总师赵会光等。

  会上,地面支撑系统总指挥王树志、副总师邹自明分 别作了系统工作总结报告和系统技术总结报告。评审组专家对两个报告进行了充分讨论和质询,最终一致认为,地面支撑系统依据研制总要求完成了研制建设工作, 其各项指标满足执行实践十号返回式科学实验卫星工程任务的要求,评审组同意通过评审。工程各系统均对地面支撑系统通过预验收评审表示祝贺。王树志感谢各系 统、院机关对地面支撑系统研制工作的配合与支持,表示将继续做好卫星发射前的准备工作及卫星在轨工作,以确保实践十号卫星任务按期执行。

  工程总师唐伯昶强调,地面支撑系统应做好后续的任务演练工作以及故障预案的准备工作,并与各方对以上工作结果进行核对,确保协调一致。

  空间科学先导专项常务副总指挥吴季作了会议总结发言,希望地面支撑系统针对实践十号卫星在轨时间短、数据种类复杂多样的特点,充分发挥系统能力,妥善规避风险,为实践十号卫星空间科学实验工作顺利开展奠定坚实基础。

  会后,评审组专家参观了地面支撑系统现场,对空间科学任务中心、实践十号卫星任务长管间、空间科学数据中心、系统监控室等进行了实地考察。

  (供稿:地面支撑系统)


         实践十号预计2016年1月底卫星出厂,之后运往酒泉卫星发射中心。发射窗口定在4月份,如果届时不发射就要延迟到年底。

空间科学先导专项特刊:“实践十号”返回式科学实验卫星 微重力实验“中国首星”

http://www.nssc.cas.cn/xwzx/cmsm/201511/P020151120340548098683.pdf


“实践十号”卫星工程总师唐伯昶:一次大的进步与创新 

            我自上世纪70年代毕业以来,除了曾在“神舟一号”工作过一段时间以外,参与或主持了我国所有返回式卫星的研制工作,因此对我国航天事业的发展脉络有比较深刻的理解。

            过去,我国返回式卫星大多是为国防事业服务,但从科学实验卫星来讲,“实践八号”是我国的第一次尝试搭载育种实验载荷升空。此次“实践十号”主要是进行微 重力、生命科学、太空物理等方面的实验。虽然此前我们曾在其他卫星上对此类项目进行过搭载实验,但此次“实践十号”的科学实验项目数量比以往都要大。集中 用一颗卫星进行19个项目的空间微重力实验,这还是一个比较大的进步和创新。

             纵览空间科学先导专项,中科院通过各种途径落实一系列科学卫星的经费,这在国内和国际上都产生了很大的影响力。

             总体来讲,有很多实验可以在地面上完成也可以在天上完成,但也有一些实验只能在太空中完成,比如连续的微重力实验。在地面上我们只能进行几秒钟的实验, 但是在太空,我们可以连续进行十几天。因此,只有通过专门开展微重力科学和生命科学研究的空间实验平台进行实验,才能将各方面参数做得比较好,测得比较准 确。从这一点来说,此次“实践十号”的研制也是我国微重力科学和生命科学方面一个比较大的进步。

            谈及空间科学的未来发展,国际上主要采用两种手段进行微重力条件下的太空科学实验:一种是通过卫星手段进行实验,一种则是通过飞船和空间站。

             根据科学实验要求的不同,我们提出,应该采用各种技术指标精度比较高的卫星平台开展实验。因为在大的宇宙飞船上,由于存在大型太阳翼控制、比较多的轨道 控制以及人的活动等,想提高微重力水平和精度难度比较大。但如果采用蓄电池系统的卫星平台,我们就可以专门针对用户的要求,大大提升微重力水平。从这个角 度来说,卫星,尤其是返回式卫星,在开展地面模拟不了的环境下的空间飞行实验方面,有它的独特之处。

            在未来的科学卫星研究方面,我认为,将来应该与国内外科学家开展进一步交流,广泛征集国内外对于在返回式卫星上进行微重力科学实验的需求,并将项目以向国 内外招商的形式进行平台推广。如果有更多的科学实验项目参与到我国的科学卫星实验中来,那么我们的卫星平台可以做得更好,甚至可以根据用户的需求进行实验 卫星平台的批量生产,这样成本会更低,用户也会更感兴趣。 

(唐伯昶,中国航天科技集团第五研究院研究员,“实践十号”工程总师。曾参与或主持过我国多颗返回式卫星的研制工作。)《科学新闻》 (科学新闻2015年9月刊 封面)


人民网北京7月23日电(赵竹青)记者今日从中国科学院获悉,我国“实践十号”返回式科学卫星有效载荷正样研制已完成,预计将于明年春季发射。

      实践十号是我国科学卫星系列中唯一的返回式卫星,是开展微重力科学和空间生命科学研究的高效、短期、综合空间实验平台,也是科学卫星系列中继暗物质粒子探 测卫星之后,拟发射升空的第二颗卫星。其项目共包含6大领域,19项科学实验,现已完成有效载荷正样研制及环境试验,交付卫星总体,为明年上半年在酒泉卫 星发射中心升空奠定了基础。

      实践十号卫星是迄今为止单次空间微重力和生命科学实验项目及种类最多的卫星任务。卫星留轨舱将进行8项流体物理试验,其他11项科学试验将在回收舱进 行。回收舱的设计在轨运行寿命为12天,12天后回收舱返回地球,而留轨舱将继续在轨工作3天,卫星总计设计寿命为15天。

       实践十号卫星是中科院空间科学先导专项中首批确定的五颗科学卫星之一,将充分发挥我国返回式卫星技术的优势,在轨开展流体物理、燃烧科学、材料科学、辐 射生物效应、重力生物效应、生物技术等6大领域的科学实验,并利用空间实验样品返回的方式,研究在微重力环境及复杂辐射环境中的物质运动规律以及生命活动 规律,以期在重大应用研究和基础研究方面取得突破性进展。

       我国是继美国、俄罗斯之外第三个掌握返回式卫星技术的国家。胡文瑞表示,我国将充分发挥返回式卫星技术的优势,在轨开展流体物理、燃烧科学、材料科学等一系列科学实验。

  据介绍,实践十号预计搭载完成的19个科学实验任务是从200多项申请中精选而出,都是全新探索,每一项都有很强的科学研究价值。

  以“微重力下煤燃烧及其污染物生成特性研究”为例,煤炭在我国能源消费中占很高的比例,带来较大的污染。而在微重力环境下,观察煤炭燃烧和污染物生成的基本规律,有望获得一些地面无法得到的基础数据,发展更完善的煤燃烧理论和模型,帮助人类更好地利用煤炭资源。

  实践十号卫星科学应用系统总设计师康琦说,研究人员准备选择2至3种我国典型煤种,观察不同浓度煤粉以及单个球形煤颗粒在微重力环境下的燃烧全过程,记录在2至3种实验环境温度和气体组分情况下的单颗球形煤粒火焰形状、颗粒表面变化、挥发和释放现象及其变化规律等。

   又如,晶体生长和材料制备在现代通信产业中有很重要的地位,而在微重力环境下开展晶体生长研究,可排除浮力对流和重力沉淀效应的干扰。康琦表示,科研人 员也将研究微重力环境下晶体生长和凝固过程,从而理解材料从熔体中形成的界面动力学,为改善地面晶体生长工艺奠定基础。通过微重力环境抑制溶质对流,获得 地面重力场中难以生长的高质量材料。

  宇宙空间特有的环境也为现代生物技术发展提供了新的探索方向。实践十号卫星科学应用系统主 任设计师赵勇表示,科研人员也将在实践十号上进行包括“空间辐射对基因组的作用和遗传效应研究”“微重力条件下哺乳动物早期胚胎发育研究”等3个领域的9 个空间实验项目,有望在生命科学领域取得新发现。


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