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"实践一号":备份星作用却大于东方红一号

1971年3月3日,基于"东方红一号"备份星研制的"实践一号"卫星发射成功,运行在近地点高度为266千米、远地点高度为1826千米、倾角为69.60°、周期为106分钟的轨道上。这是我国自行研制的第二颗人造卫星,此时距"东方红一号"卫星发射成功不到一年。与广为人知的"东风红一号"卫星相比,虽然"实践一号"卫星的知名度要小不少,但其作用却不小,单纯从科研的角度看,甚至要比"东方红一号"更大一些,毕竟"东方红一号"是我国自行研制的首颗卫星,主要宣示我国在这一领域的突破,象征意义更大一些,而"实践一号"则实打实的承担着重要的科研任务。


在我国的卫星研制体系中,每一型卫星都有特定的使命任务,具体到"实践"系列卫星,其主要担负科学探测与技术试验任务,就在2017年4月12日,我国刚刚发射成功"实践十三号"卫星,该星是我国首颗高通量通信卫星,通信总容量达20Gbps,超过我国已研制发射的通信卫星容量总和。那么,作为我国首颗科研卫星的"实践一号"又承担着什么任务呢?

大致来说,"实践一号"承担的科学试验任务可分为两类:第一类主要是各种高空环境参数的测量,如我国高空磁场、X射线、宇宙射线总强度等,这也是我国第一次直接探测宇宙空间环境,相关测量数据则通过遥测系统发回地面。第二类则是测试一些卫星部件的工作状况,为今后我国卫星研制生产提供参照,如硅太阳能电池和镍镉蓄电池组成的电源系统长时间工作状况、主动无源温控系统的性能、遥测系统的寿命、无线电线路在空间环境下长期工作的性能等


"实践一号"卫星的研制始于1968年,1969年底开始模装,1970年5月确定最后的正样状态,随后各分系统又进行了大量试验、1971年1月3日起运前往发射试验场。该星采用1米直径的近球形72面全蒙皮骨架式结构,上下半球壳的梯形平面上各装有14块硅太阳能电池板。全星由结构、天线、跟踪、电源、温度控制、遥测及星上电路六个部分构成,其中结构、天线和跟踪系统基本延续了"东方红一号"卫星的设计,但为长期执行任务进行了适当改装。卫星采用自旋稳定姿态控制方式,其中间为一圆形密封舱,内装短波遥测、超短波信标机(202MHz)和银锌化学电池。在主舱周围与外壳之间安放4个小仪器舱

虽然"实践一号"1968年才开始研制,但关键子系统的研制却早已展开,比如硅太阳能电池和镍镉蓄电池组成的电源系统和主动无源温控系统,都是卫星中极为重要的部件,是保证卫星长期工作的基础,因此1965年便开始对其进行预研。对当时的科技工作者来说,并没有多少研制卫星的经验,一些关键子系统往往需要较长时间的研制才能保证性能和可靠性,如果和卫星同步研制,一旦出现技术障碍,势必影响全系统的完成。现在看来,正是当时"关键设备先行"的策略,保证了"实践一号"按时完成和高可靠性,

当时,由于当时我国空间技术刚刚处于开创阶段,"实践一号"研制过程中并没有设计规范进行参考,全凭设计人员和工人们高度的责任感,他们认真做好每一次地面试验,不放过每一个隐患,每一个部件都有专人负责,严格把握质量关,出现问题坚决返工,从而保证了"实践一号"任务的圆满成功。

如上文所述,"实践一号"是基于"东方红一号"备份星研制的,因此其应用了许多"东方红一号"上的零部件和设备,节省了人力、物力和时间,而这些零部件和社备,由于经历了"东方红一号"研制过程中严格的测试,已具有相当的可靠性,完全满足需要。事实上,在一定程度上说,我国在设计前两颗卫星时,便有了设备标准化、通用化的理念。

在轨道运行过程中,"实践一号"各子系统均经受住了考验,工作性能良好。值得一提的是,由于相关经验较少,研制"实践一号"的过程中,在元器件寿命和可靠性上并没有可供参照的数据,因此,其设计寿命只有一年。然而,实际使用表明,该星的设计极为成功,在轨运行时间长达八年多,期间各子系统性也表现良好,保障了科研试验任务的顺利进行,直到1979年6月11日,"实践一号"才坠落轨道。仅就八年寿命这一指标而言,在上世纪60年代美苏两国研制的卫星中也是不多见的。




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