拼單團(tuán)購(gòu)、拼車出行已經(jīng)成為人們的生活習(xí)慣，“拼火箭”上天也日益成為衛(wèi)星發(fā)射的常態(tài)。隨著我國(guó)衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是在民用衛(wèi)星領(lǐng)域，小型衛(wèi)星批量發(fā)射、在太空組成星座的模式漸成主流。近期，中國(guó)運(yùn)載火箭連續(xù)刷新了一箭多星成功發(fā)射的紀(jì)錄，一箭多星到底是怎樣的發(fā)射模式?

衛(wèi)星“拼火箭”上天

2023年6月7日12時(shí)10分，力箭一號(hào)遙二運(yùn)載火箭在我國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，采取一箭26星方式，將搭載的試驗(yàn)衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道。

2023年6月15日13時(shí)30分，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，成功將吉林一號(hào)高分06A星等41顆衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。

通過(guò)一次發(fā)射任務(wù)，將多顆衛(wèi)星送到預(yù)定的軌道——隨著紀(jì)錄的不斷刷新，一箭多星發(fā)射模式受到關(guān)注。

以一箭41星發(fā)射為例，為了放下這41顆衛(wèi)星，研制團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)4米高的圓筒段，41顆星采用壁掛的方式，錯(cuò)位安裝。除了給41顆衛(wèi)星找到各自的位置，火箭還采用了更大直徑的整流罩，確保所有的衛(wèi)星安全到達(dá)目的地。

星箭分離過(guò)程中則采用了7層衛(wèi)星依次分離的方式。“相當(dāng)于是分一層星，火箭后退一步，再分一層星，火箭再后退一步，直到最后把這7層衛(wèi)星全部分完。”航天科技集團(tuán)八院長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師李建強(qiáng)說(shuō)。

李建強(qiáng)介紹，從經(jīng)濟(jì)性和整個(gè)的時(shí)效性上看，一箭多星是最有效的，國(guó)際上只有極少數(shù)國(guó)家掌握這項(xiàng)技術(shù)。

一箭多星發(fā)射考驗(yàn)多

在火箭發(fā)射中，如何讓個(gè)頭大小、功能特性、外貌形狀等各不相同的衛(wèi)星“乘客”安全坐好、準(zhǔn)點(diǎn)下車，同時(shí)下車以后還沒(méi)有“暈車反應(yīng)”正常運(yùn)行，是不小的考驗(yàn)。為此，航天科技工作者設(shè)計(jì)了一系列精妙的方案。

“實(shí)現(xiàn)一箭多星，需要多方面配合。”力箭一號(hào)運(yùn)載火箭副總師馬玉海告訴記者，在火箭發(fā)射前就要進(jìn)行大量計(jì)算，通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真分析各個(gè)衛(wèi)星之間的關(guān)系，避免多顆衛(wèi)星在火箭分離時(shí)受到環(huán)境的沖擊或影響。火箭發(fā)射后，涉及精確的控制技術(shù)，“就像公共汽車停站一樣，到一個(gè)站下一批乘客。”

“同時(shí)，我們的設(shè)計(jì)是要留有余量的，確保能夠適應(yīng)一定偏差并避免相互碰撞。”馬玉海打比方說(shuō)，就像停車的時(shí)候不能擦著邊停，這樣門就打不開(kāi)了，也做不了別的動(dòng)作。

“此外，研制團(tuán)隊(duì)針對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)分離安全性，開(kāi)展了多批次的分離時(shí)序設(shè)計(jì)與優(yōu)化，多批分離之間通過(guò)火箭姿態(tài)的調(diào)整，確保多顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間的安全距離。針對(duì)電磁兼容性，開(kāi)展了衛(wèi)星之間及火箭共同參與的地面兼容性測(cè)試。”馬玉海說(shuō)。

據(jù)了解，力箭一號(hào)運(yùn)載火箭在一箭多星發(fā)射的準(zhǔn)備過(guò)程中，依托中國(guó)科學(xué)院的科研力量以及大量先進(jìn)技術(shù)積累，在力學(xué)、材料等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合攻關(guān)，規(guī)范研制流程，強(qiáng)化質(zhì)量體系建設(shè)，突破6項(xiàng)重大關(guān)鍵技術(shù)和13項(xiàng)國(guó)內(nèi)首次使用的技術(shù)，豐富了我國(guó)固體運(yùn)載火箭發(fā)射能力譜系。

拓展多樣化便利進(jìn)出空間能力

國(guó)務(wù)院新聞辦公室發(fā)布的《2021中國(guó)的航天》白皮書(shū)指出，中國(guó)將持續(xù)提升航天運(yùn)輸系統(tǒng)綜合性能，加速實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭升級(jí)換代。

此次執(zhí)行一箭41星發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，是中國(guó)航天運(yùn)載火箭家族中的一名“老將”。長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭曾創(chuàng)造過(guò)60天內(nèi)5戰(zhàn)5捷、40天內(nèi)在不同發(fā)射場(chǎng)完成4次發(fā)射、一年完成15次發(fā)射等紀(jì)錄。

專家介紹，經(jīng)過(guò)三十多年的不斷積累和創(chuàng)新，長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭現(xiàn)在已經(jīng)可支持單星、多星并聯(lián)、串聯(lián)、搭載等多種形式的發(fā)射需求，未來(lái)還將探索更多可能性，承載更多新使命。

而執(zhí)行一箭26星發(fā)射任務(wù)是力箭一號(hào)運(yùn)載火箭的第二次飛行，連續(xù)成功標(biāo)志著力箭一號(hào)運(yùn)載火箭技術(shù)狀態(tài)成熟和可靠性的提升。

“未來(lái)，我們還將嘗試更大整流罩的火箭發(fā)射并進(jìn)行海上發(fā)射試驗(yàn)，同時(shí)加速開(kāi)展液體運(yùn)載火箭的研制。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，還將在可重復(fù)使用運(yùn)載火箭研制上發(fā)力。”馬玉海說(shuō)。