一支穿云箭,散布滿天星。
首飛一年后,長征八號運載火箭在2 月27 日以全新姿態第二次從中國文昌航天發射場起飛。此次出征,長八火箭輕裝簡行,去掉了兩枚助推器,從兩級半變為兩級串聯構型,整流罩縮短,攜帶22 顆衛星奔赴500 公里外的太陽同步軌道,刷新了我國一箭多星發射的紀錄。
長征八號運載火箭由航天科技集團一院研制,此次搭載的22 顆衛星連同衛星支架總重約2.6 噸,衛星分別來自國內7 家商業航天企業,最重的“乘客”是一顆重約340 千克的小衛星,最輕的一顆微衛星重約15千克。
“我們對所有衛星一視同仁,都提供頭等艙待遇。”長八火箭總體副主任設計師陳曉飛說,長八火箭好比一輛駛向太陽同步軌道的列車,22 位“乘客”將經過40分鐘的旅行后抵達同一目的地。
22 顆衛星分離時會互相撞擊嗎?經過嚴格的論證,長八火箭專家給出了明確的答復——絕對安全,能確保衛星放得下、分得開、控得住。
“我們的目標是一次安置到位。”陳曉飛說。
在長八火箭的整流罩內,22 顆衛星化零為整,按照重量、大小被安置在三段式多星支架上,每顆衛星都有固定座位,等到火箭抵達指定位置,再按順序依次下車。
因為22 顆衛星主要為光學遙感衛星,在經過目標觀測點時需要充足的光線,才能對同一地點開展連續觀測。經過協商,火箭被安排在陽光直射、最適宜觀測的中午起飛。
整流罩內的三段式多星支架自頂向下被劃分為3層。頂層圓盤像頂帽子,上面安置了6 顆衛星;中段的圓筒好比軀干,承載空間大,分兩層掛載14 顆衛星;末段錐形似裙擺,搭載兩顆較輕的微小衛星。
長八火箭結構總體副主任設計師于龍介紹,當火箭末級抵達指定位置,調整方向分12 次釋放衛星。
從頂層圓盤開始,多星支架朝飛行方向彈出第一顆衛星,隨后火箭末級帶動支架在空中轉體,“軀干”“裙擺”“帽子”,2 顆,1 顆,2 顆……衛星有節奏地與火箭分離,依次飛向工作軌道,支架軀干上最后一組6顆衛星同時解鎖,如煙花盛開,一首由22 顆衛星奏響的“太空圓舞曲”就此落下帷幕。
“經過我們的測算,衛星無論是在剛分離時,還是在繞地球飛行2 ~3 周后,都安全可控。”于龍說。
長八首飛火箭700 公里太陽同步軌道的運載能力可達5 噸,本次發射任務衛星總重約2 噸,加上衛星支架總重也不超過3 噸,如果用長八首飛的兩級半構型執行任務,就像“大馬拉小車”——成本高、收益少。

為此,長八火箭研制團隊在確保安全可靠的前提下,對箭體做“減法”,既能完成發射任務,又能節約成本。
“立項研制之初,我們統籌考慮了多種構型的研制需求。”陳曉飛介紹,全新面貌的長征八號細細看來,處處有跡可循,它是在首飛成功的長八火箭基礎型上不增加研制成本、牽引出的一枚改進型火箭。
在設計環節,研制團隊結合本次飛行條件,優先采用已有的成熟技術和產品,在長八首飛的飛行包絡內執行任務。
在生產環節,長八火箭芯一級與長七火箭芯一級基本一致,芯二級與長三甲火箭三級基本一致,采用了通用的4.2 米直徑整流罩,分系統和下游配套單位可以直接提供成熟產品,快速用于火箭總裝總測。
在發射環節,去掉兩枚助推器后,由助推器執行的點火、分離環節取消,火箭執行的動作更簡單,可靠性隨之提升。“我們的研制理念是模塊化、系列化、組合化。”陳曉飛說,這也是新一代運載火箭研制的基本思路。面向商業航天市場,多星發射將成為長八火箭的常態。
基于成熟技術和產品,長八火箭可以有效提升研制效率、提高火箭發射服務性價比。以此次發射服務為契機,長八隊伍還將推動搭載模式及星箭接口的標準化,以提高長八火箭任務的適應性,更靈活、快速地執行發射任務。
“要追求性價比。”陳曉飛認為,每發火箭承擔的任務不同,相比技術突破,這次的發射更注重商業邏輯,降低成本、提高效率。
把視野放長遠,一院海南分院項目落地文昌國際航天城,將布局建設創新研發區、商業航天區等功能區,論證布局重型運載火箭、新一代載人運載火箭總裝測試基地和大型地面試驗設施。文昌國際航天城管理局也多次公開表示,海南將用足用好國家政策,加快推動中國文昌航天發射場建設商業發射工位。
正如長八火箭總指揮肖耘所言,未來航天產品也要像汽車那樣采用脈動式生產,用流水線的方式制造火箭,長八火箭將有力推動我國中型運載火箭的更新換代,滿足未來中低軌高密度發射任務需求。