“一箭多星”發射，關鍵不在衛星數量

　　我國在酒泉衛星發射中心用捷龍一号運載火箭，以“一箭三星”方式成功将“千乘一号01星”“星時代-5”衛星和“天啟二号”衛星發射升空，衛星均進入預定軌道。 新華社發(汪江波攝)

　　本報記者 付毅飛

　　近日，我國在西昌衛星發射中心用長征二号丁運載火箭，成功将4顆新技術試驗衛星送入預定軌道。

　　這次“一箭四星”發射，再次引起部分小夥伴對一箭多星發射技術的好奇：是不是一次發射的衛星越多越厲害?

　　一箭多星發射技術很難，目前世界上隻有美國、俄羅斯、中國、印度、日本、歐洲航天局等掌握。不過衛星數量多，并不代表技術含量一定高。

　　數量不是問題，發射方式更體現技術含量

　　一箭多星，是指一枚運載火箭同時或先後将數顆衛星送入軌道的技術。與傳統的單星發射相比，其能更充分地利用火箭運載能力，提高發射效率，降低發射成本。

　　1960年，美國用一枚火箭發射了2顆衛星，一年後實現一箭三星。随後，蘇聯、歐洲航天局也掌握了這種發射技術。我國于1981年用風暴一号運載火箭将3顆實踐二号衛星送入軌道，成為第四個獨立掌握一箭多星發射技術的國家。

　　随着火箭運載能力以及發射、星箭分離等技術的發展，“一箭”發射衛星的數量屢創新高。

　　2015年，我國長征六号運載火箭在首飛任務中，将20顆衛星送入太空，創造了當時的亞洲一箭多星紀錄。

　　2017年，印度完成一箭104星發射，打破俄羅斯在2014年創造的一箭37星的世界紀錄，并将這項世界紀錄保持至今。

　　2018年，美國SpaceX公司用獵鷹九号火箭發射了64顆星鍊衛星，此後數次發射部署星座。就在幾天前，該公司又成功發射了第五批60顆星鍊衛星。

　　不過在航天專家眼中，發射衛星的數字從技術角度來說并非關鍵，發射方式更體現技術含量。

　　将多衛星送入同一軌道，分配器是關鍵

　　全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩向科技日報記者介紹，一箭多星發射常用兩種方式，一是把衛星送入相同或相近的軌道，二是多次分批将衛星送到不同軌道。前者的技術含量較後者要低。

　　以印度用PSLV-C37運載火箭成功實現一箭104星發射為例，龐之浩介紹說，這104顆衛星均被送往相同軌道。其中以重730公斤的印度“制圖-2D”為主星，帶着2顆19公斤重的微衛星，以及101顆不到10公斤重的納衛星。載荷數量雖多，質量卻不大。任務所用火箭的太陽同步軌道運載能力僅1.5噸，在運載能力上并未取得突破。

　　同時，此次任務采用直接發射、逐次釋放方式，适用于對軌道高度、相位的性要求不是很高的任務。俄羅斯曾在2013年和2014年，用第聶伯火箭分别發射32顆和37顆衛星，采用的也是這種方式。

　　不過一次發射這麼多衛星，也有一定技術難度。因為要在很短的時間間隔内，把衛星以一定角度推出去，保證其不會相互碰撞。龐之浩說，尤其是101顆納衛星的釋放過程不到10分鐘，對火箭點火時序的控制、分配器的設計有很高要求。

　　他介紹說，分配器有多種形式，如果發射類型相似的衛星，可采用中心承力筒式分配器或盤式分配器。我國則采用過錐型分配器，便于衛星向外釋放。例如2015年長征六号一箭20星發射時，就是用錐型分配器分批釋放。龐之浩表示，從衛星釋放方式上判斷，印度使用的分配器可能與我國類似。

　　将衛星送入不同軌道，上面級技術是“必修”

　　如果要将多顆衛星送入不同軌道，則需要借助另一種飛行器——上面級。上面級是在火箭上增加的一級獨立飛行器。被火箭運送到一定軌道後，它能自主飛行多次點火啟動，将一個或多個航天器送入不同軌道空間。

　　2018年12月29日，長征二号丁運載火箭将遠征三号上面級送入太空。此後約4小時内，遠征三号經過4次變軌，把7顆衛星分别送入高度相差數百公裡的預定軌道。此次任務中，遠征三号按照計劃完成21次點火，創下國内上面級在軌點火次數紀錄，同時也在國内實現将兩組衛星部署到不同軌道。

　　如今，上面級技術已成為各航天大國的“必修課”，目前世界各國研發的上面級達數十種。我國從上世紀80年代末開始，先後研制出多型固體推進劑上面級，實施的多次飛行全部取得成功。近年來，我國又成功研發出具有多種任務适應性的“遠征”系列上面級。2015年3月，我國遠征一号上面級成功首飛;同年7月，遠征一号上面級再次升空，精準地将兩顆新一代北鬥衛星送入預定軌道。2016年11月，我國針對新一代大推力運載火箭研制的遠征二号上面級，跟随長征五号運載火箭發射成功。

　　記者了解到，“遠征”系列上面級具備20次以上自主快速軌道機動及部署能力，工作時間可達數天，目前已在多種航天發射任務中大顯身手。