作為我國首顆微重力科學實驗衛(wèi)星，實踐十號衛(wèi)星的使命是開展空間科學實驗，研究、揭示微重力條件和空間輻射條件下物質運動及生命活動規(guī)律，這不僅具有較大的社會效益和經濟效益，而且對推進我國空間領域的科學探索也有重要的意義。
“及時雨”
實踐十號誕生恰逢其時
提到返回式衛(wèi)星，大家并不陌生，到2006年為止，我國共進行了24次返回式衛(wèi)星的發(fā)射。通過這些任務，我國掌握了返回式衛(wèi)星的總體設計、制造、發(fā)射和回收等關鍵技術。
實踐十號衛(wèi)星工程總設計師唐伯昶介紹，實踐十號是我國時隔近10年之后再次發(fā)射的返回式衛(wèi)星。2006年9月9日，實踐八號衛(wèi)星發(fā)射之后，由于需求等方面的原因，我國返回式衛(wèi)星發(fā)展告一段落。
與平時常見的“北斗”、“高分”系列衛(wèi)星“方頭方腦”的外形不同，從外觀上看，實踐十號就像一顆巨大的子彈。
實踐十號衛(wèi)星總設計師趙會光介紹說：“實踐十號的外形和原來的返回式衛(wèi)星基本相同，采用柱錐組合體外形。從上到下，衛(wèi)星主要分為返回艙和儀器艙兩個艙段，在軌運行任務結束后，儀器艙和返回艙分離，儀器艙繼續(xù)留軌實驗，返回艙則返回地面?！?/p>
返回式衛(wèi)星按照用途一般可分為遙感、航天育種和空間科學實驗三種。以往我國發(fā)射的返回式衛(wèi)星均為遙感或航天育種衛(wèi)星，而此次發(fā)射的實踐十號是我國首顆微重力科學實驗衛(wèi)星。
這是因為以往我國發(fā)射的返回式衛(wèi)星中有個別衛(wèi)星曾經搭載過一些微重力科學實驗的載荷，但主任務不是進行微重力實驗，而實踐十號是一顆專門用于微重力科學實驗的衛(wèi)星。
那么，到底為什么返回式衛(wèi)星時隔10年后再次發(fā)射呢？
以往我國發(fā)射的返回式衛(wèi)星大部分是膠片回收型遙感返回式衛(wèi)星，隨著數據傳輸型遙感衛(wèi)星的成熟，我國不再發(fā)射膠片型遙感返回式衛(wèi)星，這也是世界遙感衛(wèi)星的發(fā)展趨勢。
實踐十號衛(wèi)星總指揮邱家穩(wěn)解釋說：“膠片回收型遙感衛(wèi)星退出歷史舞臺只是說目前不需要這種用途的返回式衛(wèi)星，并不代表返回式衛(wèi)星退出歷史舞臺。
進入21世紀，返回式衛(wèi)星的應用開始轉型，由遙感向空間科學實驗轉變，典型的代表是俄羅斯和歐空局的光子號和生物號系列空間科學實驗衛(wèi)星。近年來，我國空間科學實驗的需求開始增多，實踐十號衛(wèi)星就是這個背景下的產物。”
實踐十號拉開我國使用返回式衛(wèi)星進行空間微重力科學實驗的序幕。目前，我國空間微重力實驗的需求非常旺盛，因此，返回式衛(wèi)星發(fā)展將迎來一個新的黃金時期。趙會光介紹，下一代返回式衛(wèi)星的技術發(fā)展趨勢是低成本、可重復使用和更強服務能力，發(fā)展前景良好。
“抓重點”
以主要設計目標展開工作
保證衛(wèi)星的微重力指標達到要求是實踐十號的首要目標。趙會光表示，研制團隊精心設計，采用“3+1”的方法提高了衛(wèi)星的微重力水平。
一是選擇了一條合適的圓軌道，這個軌道的大氣阻力較小，微重力水平均勻且滿足要求；二是姿控發(fā)動機采用單組元推力器代替了過去的冷氣推力器，使其對衛(wèi)星微重力的影響大為減少；三是衛(wèi)星平臺和載荷有大量的活動部件，這些活動部件的存在對衛(wèi)星微重力有很大的影響，在設計過程中就需要采用多種方式抑制這種影響。
此外，衛(wèi)星增加了微重力測量監(jiān)視設備，可以實時監(jiān)測衛(wèi)星上的微重力水平并將數據提供給客戶，客戶可以根據實驗特點剔除微重力的影響。
除了微重力水平保證，衛(wèi)星熱控也是團隊重點攻關的方向之一。相對于原來的返回式衛(wèi)星，實踐十號衛(wèi)星搭載了更多的載荷，僅回收艙的載荷功耗就達到近300瓦，比原來的返回式衛(wèi)星增加了近10倍。
趙會光打比方說：“原來回收艙內的功耗相當于點了一個電燈，而實踐十號則像放了一個電烤爐，散發(fā)出的熱量大幅增加。更麻煩的是，返回式衛(wèi)星回收艙外部覆蓋了厚厚的燒蝕材料，導致衛(wèi)星的散熱性能很差，如果不采取降溫措施，艙內的溫度就會太高，無法開展實驗。為此，實踐十號采用流體回路的主動熱控方案代替了以前的被動熱控方案?！?/p>
此外，返回艙在大氣層再入時外表要承受高溫燒蝕，為了避免1000多攝氏度的高溫影響載荷，返回艙外部燒蝕材料在燒蝕過程中可以帶走一部分熱量。返回艙外壁之間采用了多層隔熱裝置，這樣可以確保返回時艙內的溫度也滿足要求。
“傳幫帶”
新團隊挑起重擔
實踐十號在2012年12月立項，經過3年多的研制才發(fā)射升空。因為時隔多年，重新研制返回式衛(wèi)星對新組織起來的研制團隊來說困難不少。
邱家穩(wěn)坦言：“以前的返回式衛(wèi)星研制團隊已經解散，有些人已經退休，有些人則轉戰(zhàn)其他崗位，將以前返回式衛(wèi)星研制團隊組織起來是不現(xiàn)實的，只能重新組織一支團隊?！?/p>
趙會光談道：“雖然我們盡力將一些以前參加過返回式衛(wèi)星研制的人員吸收進來，但這支團隊80%以上的成員還是研制返回式衛(wèi)星的‘新兵’”。
如何將團隊歷練成人人勝任崗位職責、精神飽滿的隊伍，是實踐十號衛(wèi)星抓總單位航天科技集團五院總體部必須認真考慮的問題。
團隊更需要在整個研制過程中嚴格遵循系統(tǒng)工程和項目工程的規(guī)律，識別風險、安排初樣和進行必要的專項試驗等。系統(tǒng)工程和項目工程的規(guī)律包含了確保型號成功的內在機制，這在航天很多型號中得到了驗證。
為了盡可能多地傳承經驗，這支隊伍十分重視“老兵”帶“新兵”的作用。
此外，為了彌補缺乏研制經驗的短板，研制團隊還邀請已經轉戰(zhàn)其他型號或退休的技術專家參與方案論證、對關鍵技術狀態(tài)進行把握，并召開了多次評審會和把關會，充分借鑒他們的經驗，使研制團隊少走了彎路，提高了效率。
邱家穩(wěn)還提到一件在研制初期很“糾結”的事情，他說：“因為眾多載荷研制單位沒有航天工程的研制經驗，在研制過程中遇到了很多問題。為此，我們對載荷研制單位專門進行了培訓，提供技術服務，讓他們在航天工程研制能力上盡快融入這支團隊。”（蔡文/攝）
