“ 拼車”去太空

路遙

2017年2月15日，印度成功實現“一箭104星”發射，創造了人類單次發射衛星數量的世界紀錄。今天，我們就來看看“一箭多星”到底是怎么一回事。

衛星出行方式演變史

在剛剛誕生的一段時間內，衛星發射都是享受“專車”待遇，也就是一枚運載火箭只運送一顆衛星進入太空。隨著航天科技的發展，火箭的運送能力有了巨大的進步，偌大的火箭只搭載一名“乘客”實在太浪費，于是衛星發射進入到“拼車”模式：1960年，美國首次用一枚火箭發射了兩顆衛星，1961年又實現了一箭三星。蘇聯和歐洲航天局緊跟美國的腳步，很快也實現了“一箭多星”的成功發射。1981年9月，中國用“風暴一號”運載火箭將一組三顆“實踐二號”衛星送入地球軌道，成為第四個獨立掌握“一箭多星”發射技術的國家。隨后，印度、日本也成功實現了一箭

2008年以前，一箭多星的“多”還維持在個位數。而現在，一箭多星已經進入“豪華大巴”模式——一次發射幾十甚至上百顆衛星。在過去十多年里，“一箭多星”的發射次數已占世界運載火箭發射總次數的四分之一。

●2008年4月28日，印度用四級PSLV-C9型火箭將10顆衛星送上太空。

●2013年11月19日，美國軌道科學公司的“ 米諾陶一號”火箭同時把29顆衛星送入地球軌道。

●2013年11月21日，俄羅斯用一枚“第聶伯”運載火箭順利發射了32顆衛星。

●2014年6月20日，俄羅斯又使用“第聶伯”運載火箭一次把37顆微型地球遙感衛星送入軌道。

●2015年9月20日，中國用“長征六號”火箭一次將20顆衛星送上太空，創造了國內單次發射

衛星數量之最，也奪得亞洲紀錄。

●2016年6月22日，印度用PSLV-C34極軌衛星運載火箭將20顆衛星送入太空。

●2017年2月15日，印度用PSLV-C37極軌衛星運載火箭成功實現“一箭104星”發射，打破俄羅斯“一箭37星”的世界紀錄，是迄今人類單次發射衛星數量最多的一次。

知道多一點

衛星能飛多久？

這不就是衛星在軌壽命嗎！衛星在軌壽命是指衛星在軌道上存留的時間，是衛星進入軌道到隕落經過的時間。衛星在軌壽命的影響因素有很多，最主要的因素就是地球大氣的阻礙作用。衛星運行高度越低，大氣密度就越稠密，衛星在軌壽命也就越短。1959年2月，美國發射的人類歷史上第一顆偵察衛星“發現者1號”，其近地點高度約114千米，在軌壽命僅有3天。

一箭多星的秘密

那么，火箭是怎樣一次將多顆衛星送入軌道的呢？

首先，要能裝下這么多衛星。這個看似“廢話”的要求其實并沒有想象中那么容易，而是對火箭運載能力和衛星微小化技術的檢驗。就好比一部電梯，動力越大，就能運送更多乘客；每位乘客的身材越嬌小，搭乘的人數也就越多。早期的衛星都是“大塊頭”，一個就有成百上千千克，一次運載多顆衛星對火箭的運載能力是個挑戰。現在，衛星越來越“迷你”，特別是納米衛星，重量僅幾千克，裝上幾十個也不是問題。另外，還要考慮衛星與火箭之間的機電接口的兼容性問題：目前全世界還沒有統一的衛星接口標準，來自不同“家族”的衛星有不同的機電接口，就像有的是用寫信來和火箭溝通，而有的卻用手機QQ，這給星箭協調帶來了極大的不便。解決了這些問題，才可能實現“一箭多星”。

其次，就是如何把多個衛星順利送入軌道。在國際上，一箭多星的發射常用兩種方式。

第一種是將多顆衛星一次送入相同軌道，就像一輛裝滿包裹的貨車，在指定的道路上，一邊行駛一邊往下扔包裹（樂樂姐姐：不文明行為，請勿模仿），因而也被形象地稱為“撒土豆”。這種發射方式不僅技術難度相對較低，還可以防止衛星釋放時與運載火箭或其他衛星發生碰撞。

第二種方式則是分次分批將衛星送入不同軌道，這種方式的技術難度就高得多了。為了保證各個衛星與火箭順利分離并精確入軌，需要為不同軌道的衛星配備專用的“太空擺渡車”——上面級。上面級是在火箭上增加的一級獨立飛行器。當火箭將其運送到一定軌道后，能多次點火啟動，將一個或多個航天器送入不同軌道空間，就像擺渡車將“乘客”送到不同航站樓。

“長征六號”的一箭20星怎么下“車”？

2015年9月20日，中國“長征六號”運載火箭成功實現了一箭20星發射。這20顆衛星中最大的約100千克，最小的子星只有幾十克，比一部手機還小。它們被分成3層，呈金字塔形排列：第一層是1顆主星抱著1顆子星；第二層有4顆主星，其中1顆主星的懷中抱著5顆子星；第三層安放5顆主星，其中兩顆主星各自抱著兩顆子星。這樣的多星布局設計是為了保證各顆衛星分離時留有足夠的安全距離。

火箭到達既定軌道后，將這20顆衛星按照第一層到第三層的順序分4次釋放（其中第三層的5顆主星分兩次釋放），每次釋放只間隔幾十秒的時間。主星“懷抱”中的10顆子星再擇機釋放。

世界之最：一箭104星

2017年2月15日，印度空間研究組織（ISRO）在印度南部的薩迪什·達萬航天中心成功發射一箭104星，是迄今人類單次發射衛星數量最多的一次。

執行這次任務的印度極軌衛星運載火箭PSLV-C37是一枚四級運載火箭，能夠運送約3.5噸的重量。搭乘的104顆衛星中，只有3顆屬于印度，其中包括這次發射的主角——重達714千克的遙感衛星Cartosat-2D。主星以外的其他103顆衛星重量共計664千克。

美國的96顆衛星中，有88顆衛星都屬于一家叫“星球實驗室”的地球圖像公司。這88顆昵稱為“鴿子”的小衛星屬微小衛星中的“立方星”，每顆僅重5千克，它們被送往500千米高的太陽同步軌道。

雖然衛星數量多，但它們的軌道相似，發射方式是屬于我們前面說過的第一種“撒土豆”式，因而技術難度主要在于防止星箭之間和衛星之間的碰撞。火箭升空后的17分半鐘，釋放了第一顆衛星——本次發射的主角Cartosat-2D；10秒鐘后，INS-IA、INS-IB兩顆衛星相繼釋放，間隔僅0.5秒；在接下來的十分鐘內，剩余的101顆衛星全部成功釋放，先是88顆“鴿群”衛星以4顆為一組進行釋放，然后才是剩余的13顆小衛星。在不到600秒的時間內，101顆衛星以約每秒鐘7.5千米的超高速（相當于飛機平均速度的40倍）被依次送入太空。

要確保這么多小星星不會“打架”，確實是一個了不起的成就。

看了上面的介紹，大家對于“一箭多星”是否有了更多的了解了？現在問題來了——我國研制的“遠征一號”上面級是在哪一年成功首飛的呢？

A. 2013 B. 2014 C. 2015

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