我國一箭22星新紀(jì)錄，亮點多

樊巍 史悅

新構(gòu)型創(chuàng)造新紀(jì)錄

值得一提的是，刷新此次中國一箭多星歷史紀(jì)錄的長征八號遙二運載火箭，也是該型號火箭不帶助推器的新構(gòu)型首飛。長征八號火箭副主任設(shè)計師陳曉飛告訴《環(huán)球時報》記者，與遙一火箭相比，長征八號遙二火箭外形最大的區(qū)別就是取消了兩個助推器，.從兩級半構(gòu)型變成了兩級串聯(lián)構(gòu)型。這也是該型火箭瞄準(zhǔn)未來發(fā)射市場需求而專門打造的一型火箭。

據(jù)了解，于2020年12月成功首飛的長征八號火箭是我國新一代主力中型運載火箭，該型火箭填補了我國太陽同步軌道運載能力3噸至444噸的能力空白，可以承擔(dān)我國80%以上的中低軌發(fā)射任務(wù)。此次無助推的“光桿”型長征八號遙二運載火箭，運載能力就達到3噸。火箭的整流罩（右圖）高度也從8米縮短到444米，使得全箭關(guān)鍵部位的受載降低了。這樣一來，火箭發(fā)射的放行條件可以適當(dāng)放寬，有利于提高任務(wù)的發(fā)射概率，從而進一步提升火箭的任務(wù)適應(yīng)性。

長征八號運載火箭項目辦技術(shù)負(fù)責(zé)人胡輝彪介紹稱，新構(gòu)型的“光桿”型長征八號運載火箭的成功發(fā)射實現(xiàn)了“一舉多得”的目標(biāo)。首先是在長征八號火箭設(shè)計之初，就已經(jīng)兼顧有助推器和沒有助推器兩種狀態(tài)，這次任務(wù)則檢驗無助推新構(gòu)型的正確性、協(xié)調(diào)性和匹配性，對開拓中型主力火箭市場具有重要意義。其次是長.征八號遙二火箭雖然一箭22星，但載荷總計只有不到2噸，“光桿.新構(gòu)型的能力在3噸級，完全能夠滿足載荷要求。再者是這次發(fā)射任務(wù)的時間緊張，減少兩個助推器，讓研制周期縮短、研制成本降低。最后是發(fā)射任務(wù)的成功為長征八號火箭積累成功子樣，推動型號走向成熟，為后續(xù)進入航天發(fā)射主戰(zhàn)場打好基礎(chǔ)，提升長征八號在商業(yè)航天領(lǐng)域的主動權(quán)。

據(jù)《環(huán)球時報》　記者了解，目前，長征八號運載火箭總裝的最快時間是23天，但在總裝完成之后需要從位于天津的總裝廠房海運至海南文昌發(fā)射場，再對火箭進行火工品安裝、單元測試等工作，整個周期較長。但如果在海南文昌發(fā)射場旁就近建設(shè)新的總裝測試廠房，把火箭發(fā)射場測試和出廠測試合二為一，火箭在完成總裝、測試后直接能轉(zhuǎn)運到發(fā)射塔架準(zhǔn)備發(fā)射，就能節(jié)省一系列測試、檢查、轉(zhuǎn)運的步驟，極大壓縮火箭在發(fā)射場的周期。

火箭研制人員斧訴《環(huán)球時報》記者，目前海南總廢測試廠房已進入施工建設(shè)階段，火箭發(fā)射工位也正在論證過程中。未來，長征八號運載火箭7天就能實現(xiàn)一次發(fā)射，一年就可發(fā)射50發(fā)?！?/p>

數(shù)量越多越厲害嗎

一箭多星發(fā)射技術(shù)難度很高，目前世界上只有美國、俄羅斯、中國、印度、日本、歐洲航天局等掌握。不過搭載衛(wèi)星數(shù)量的多少并不是評判一箭多星發(fā)射任務(wù)技術(shù)含量高低的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

1960年，美國首次用一枚火箭發(fā)射了2顆衛(wèi)星，一年后實現(xiàn)一箭三星。隨后，蘇聯(lián)、歐洲航天局也掌握了這種發(fā)射技術(shù)。我國于1981年用風(fēng)暴一號運載火箭將3顆實踐二號衛(wèi)星送入軌道，成為第四個獨立掌握一箭多星發(fā)射技術(shù)的國家。

但是不是一次發(fā)射的衛(wèi)星越多就越厲害呢？一位不愿具名的商業(yè)衛(wèi)星從業(yè)人士告訴《環(huán)球時報》記者，此前，美國太空探索技術(shù)公司的“獵鷹9號”火箭曾創(chuàng)下一次發(fā)射60顆“星鏈”衛(wèi)星的紀(jì)錄，在數(shù)量上遠超此次長征八號的一箭22星，但這并不意味著，美國的“一箭60星”比我國的“一箭22星”難度更大、技術(shù)更先進。該業(yè)內(nèi)人士稱，長征八號遙二任務(wù)所搭載的22顆衛(wèi)星分屬7家不同的衛(wèi)星制造商，每一家的衛(wèi)星體積、尺寸、重量都存在較大差異，因此長征八號火箭研制方專門設(shè)計了三層式多星分配器結(jié)構(gòu)，每顆衛(wèi)星根據(jù)自身匹配的包帶接口選擇相應(yīng)的裝箭位置。分離時需要根據(jù)每顆衛(wèi)星的分離方式，結(jié)合任務(wù)需求等多種因素，二子級會在偏航和俯仰角上作出相應(yīng)的調(diào)整，分12次將22顆衛(wèi)星依次部署入軌。而且還要保證這22顆衛(wèi)星不能在分離時發(fā)生互相干涉，分離后不會發(fā)生碰撞，這對二子級的入軌調(diào)姿提出很高的要求。

相比之下，“星鏈”衛(wèi)星全部采用平板狀的設(shè)計，因此可以沿一種豎直的特殊鎖定裝置分層堆疊排列。當(dāng)“獵鷹9號”,二級飛至預(yù)定軌道高度時，由特殊鎖定裝置釋放數(shù)十顆衛(wèi)星組合體，每顆衛(wèi)星依靠自旋的微小速度差，每隔一段時間便自然分離異逐漸散開?！?/p>

一箭22星如何實現(xiàn)

一次發(fā)射要將22顆大小、規(guī)格不一的衛(wèi)星安全順利地送達預(yù)定軌道，這一歷史紀(jì)錄究竟是如何實現(xiàn)的？

中國運載火箭技術(shù)研究院長征A號運載火箭副總指揮段保成告訴《環(huán)球時報》記者，若想達成這一目標(biāo)，首先要解決22名“乘客”在直徑為44，米的整流罩空間內(nèi)的布局問題。

長征A號火箭副主任設(shè)計師陳曉飛介紹稱，一箭發(fā)射22顆衛(wèi)星在國內(nèi)前所未有。由于每顆衛(wèi)星形狀各異，且有多個衛(wèi)星尺寸較大，所以在最開始進行布局的時候，優(yōu)先考慮如何有效利用整流罩內(nèi)空間包絡(luò)。

設(shè)計團隊結(jié)合任務(wù)需求對傳統(tǒng)的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)進行梳理，最后設(shè)計出新的“三層式多星分配器”，為“乘客”提供三層“座椅”?！叭龑邮蕉嘈欠峙淦鳌睆南碌缴戏謩e由錐形支架、中心承力筒和圓盤平臺組成。其中，錐形支架搭載2顆衛(wèi)星，中心承力筒搭載14顆衛(wèi)星，圓盤平臺搭載6顆衛(wèi)星，最終完美將22顆衛(wèi)星裝進整流罩中。而在解決上車“乘坐”后，22顆衛(wèi)星的順利“下車”成為研制團隊新的考慮方向。長征A號火箭總體副主任設(shè)計師于龍介紹稱，為了避免這22顆衛(wèi)星在與火箭分離時出現(xiàn)碰撞的情況，設(shè)計團隊根據(jù)衛(wèi)星不同的分離機構(gòu)，結(jié)合實際衛(wèi)星布局位置，對所有的箭體和衛(wèi)星偏差進行多輪仿真計算，讓各衛(wèi)星之間保留一定的近場分離過程中的動態(tài)間隙，從而保證近場分離安全性。

此外，由于衛(wèi)星數(shù)量多，衛(wèi)星在分離出去后進入軌道飛行時也存在碰撞的風(fēng)險，因此遠場分離的安全性也是設(shè)計人員需要考慮的重點。長征八號火箭軌道設(shè)計師李靜琳告訴《環(huán)球時報》記者，22顆衛(wèi)星加上一個火箭末級就是23個分離體，為了保證彼此之間分離的安全性，設(shè)計團隊計算分析每一顆衛(wèi)星運行的軌道參數(shù)，對23個分離體兩兩之間的相對距離進行長周期的仿真、觀察和考核，并根據(jù)衛(wèi)星布局，設(shè)計分離方案，最終采取12次分離動作，依次將22顆衛(wèi)星逐步分離出去，并通過不斷調(diào)整末級箭體的姿態(tài)，實現(xiàn)不同衛(wèi)星的分離方向調(diào)整，確保各個衛(wèi)星近遠場安全，讓22顆衛(wèi)星安心“下車”。

“本次任務(wù)需完成22星分離，共計完成12次分離動作，創(chuàng)造了中國航天的新侖己錄。星箭分離中長征A號宛如跳了一場‘芭蕾，22顆星的釋放就如'天女散花一般。”段保成介紹稱?！?/p>