研發歷程
日本航天官員成功回收一個名為無人太空實驗回收系統(USERS)的太空艙,這是日本在沒有其他國家幫助 的情況下第一次成功回收太空艙。
無人太空實驗回收系統是從在軌衛星上分離下來的,落入了日本南部的太平洋之中。艙內裝有在太空中生長出來的超導材料。
無人太空實驗回收系統2002年9月10日由日本H-IIA火箭發射。日本發射無人太空實驗回收系統的目的是建立無人自動返回系統和進行晶體生長實驗,其中包括高溫超導材料在低重力環境中的生長實驗。
低重力環境下高溫超導材料生長實驗耗資1.966億美元,負責該項實驗的無人太空實驗自由飛行物研究所(USEF)的官員Fuji認為,在太空艙內的兩個電爐之中生長有超導材料。
Fuji表示,我們相信我們將擁有大塊的超導材料。這些材料在地球上很難生產出來,原因是很難排除雜質。日本研究人員將分析晶體的生長情況,將試著“複製”晶體的生長的過程。這種技術的套用可能非常廣泛,其中包括研製磁懸浮列車和高效電能存儲系統。回收材料的最終分析結果大約兩年以後可以得到。
發射目的
USERS的主要目的有:利用衛星所提供的微重力環境進行晶體生成實驗,獲取高溫超導材料;探討經大量地面實驗(包括核照射實驗)驗證過的元部件——研製周期短、成本低、性能強的民用元部件可用於太空飛行器上。
特點
USERS的主要特點是採用一體化的太空飛行器控制系統,1台內部冗餘設計的高性能處理機不僅可完成數據處理系統、指令記錄裝置和姿態控制系統等的全部任務,還可對蓄電池的充電進行控制、對主動散熱器進行控制.實現了太空飛行器控制系統的小型化、輕型化。
衛星入軌後利用電爐進行超導材料乍成實驗,2003年3月末完成了超導材料生成實驗。2003年5月,離軌發動機點火,返回艙與服務艙分離,返同艙離軌,接著進行消旋,服務飛行器與推進艙分離.服務飛行器進入大氣層,降落傘打開,裝肯住USERS生成的超導材料的服務飛行器存小笠原群島的東方沖公海海域著陸,服務艙作為一顆全部採用民用器件的地球觀測衛星留軌執行地球觀測使命,一直工作到2008年,也進一步驗證了經大量地面實驗驗證過的元部件可以在太空飛行器上使用。
性能參數
衛星發射質量為1800kg,採用零動量三軸姿態控制,總供電能力為2.5kW.衛星設計壽命:服務艙3年,返回艙8.5個月。發射後USERS進入了一個450km圓軌道,經3次軌道控制後進入了軌道高度為515km,軌道傾角為30.4°圓軌道,軌道周期為90min。
衛星由服務艙和返回艙兩大部分組成。其中服務艙是一個長1.5m,寬1.6米,高1.4m的箱型結構,配備雙太陽翼;返回艙是一個直徑1.6m,高1.9m的密封艙式結構。返回艙又由回收服務飛行器和採用單組員液態推進系統的推進艙組成。衛星完成晶體生成任務後重返太陽層,在遠離日本本土上的小笠原群島東部的公海上以軟著陸方式回收。
星上主要有效載荷是進行超導材料製造用的實驗裝置——電爐,以及測量再入飛行環境用的光學飛行環境測量裝置;此外,還有驗證成本低、可靠性高、性能強用的5種元部件:航天用2頻段GPS接收機、採用汽車用電子器件開發的星載計算機、採用民用器件研製的展開式散熱器、星敏感器和慣性基準單元。