中國(guó)長(zhǎng)征六號(hào)新型運(yùn)載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射
20日上午7時(shí)01分，中國(guó)長(zhǎng)征六號(hào)新型運(yùn)載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，成功將20顆微小衛(wèi)星送入太空。此次“一箭20星”的發(fā)射任務(wù)不僅創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量之最，同時(shí)也改寫了2008年印度“一箭10星”的亞洲紀(jì)錄，標(biāo)志著中國(guó)掌握的多星發(fā)射技術(shù)僅次于美俄。那么究竟是什么誘惑各國(guó)紛紛參與到“一箭多星”的競(jìng)爭(zhēng)中呢?
“一箭多星”競(jìng)爭(zhēng)激烈
一名航天相關(guān)領(lǐng)域的專家20日告訴《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者，“一箭多星”可以充分利用運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力余量，經(jīng)濟(jì)便捷地將衛(wèi)星送入地球軌道，為衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)提供多種選擇模式，對(duì)微小衛(wèi)星的發(fā)展而言尤其重要。用一枚運(yùn)載火箭發(fā)射多顆衛(wèi)星，按入軌模式可分為兩大類：一類是把一批衛(wèi)星送入基本相同的軌道，當(dāng)火箭抵達(dá)預(yù)定軌道后，所有的衛(wèi)星就像天女散花一樣被釋放出去。另一類則是把多顆衛(wèi)星分別送入不同參數(shù)的軌道，通常需要專門的分配器。
據(jù)介紹，掌握“一箭多星”技術(shù)的國(guó)家和組織并不多，僅有美國(guó)、俄羅斯、歐洲航天局、中國(guó)和印度。目前國(guó)際上相關(guān)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，2013年11月19日，美國(guó)創(chuàng)造了“一箭29星”的世界紀(jì)錄，僅僅兩天后，俄羅斯用一枚“第聶伯”運(yùn)載火箭將32顆微型衛(wèi)星送入軌道，刷新了美國(guó)的紀(jì)錄。目前“一箭多星”的最高紀(jì)錄仍由俄羅斯保持——2014年6月發(fā)射的一枚“第聶伯”運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)“一箭37星”。
上世紀(jì)80年代，中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)“一箭三星”發(fā)射，后續(xù)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭也曾多次開展“一箭多星”的國(guó)內(nèi)國(guó)際發(fā)射任務(wù)。2013年，中國(guó)長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將“高分一號(hào)”對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星和其他3顆衛(wèi)星分別送入不同軌道，實(shí)現(xiàn) “一箭四星”發(fā)射。印度則于2007年完成“一箭四星”，并在2008年實(shí)現(xiàn)“一箭10星”，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)的亞洲紀(jì)錄。
“天女散花”不容易
長(zhǎng)征六號(hào)火箭此次發(fā)射采用“天女散花”的方式釋放眾多小衛(wèi)星。該火箭副總設(shè)計(jì)師周遇仁透露，光是要在有限的整流罩空間內(nèi)安置下20顆小衛(wèi)星就相當(dāng)不容易。他介紹說(shuō)，這些衛(wèi)星被分成3層，像金字塔般分別排列。最底層安放5顆主星，其中2顆主星各自抱著2顆子星;中間層有4顆主星，其中1顆主星的懷中抱著5顆子星，最上面一層則是1顆主星抱著1顆子星。周遇仁承認(rèn)，由于中國(guó)微小衛(wèi)星發(fā)射尚未形成統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，給星箭協(xié)調(diào)帶來(lái)極大的不便，“我們?cè)谶@方面還有不少改進(jìn)的空間”。長(zhǎng)征六號(hào)火箭主任設(shè)計(jì)師張曉東透露，中國(guó)火箭的集成化多星發(fā)射裝置還在不斷地改進(jìn)中，未來(lái)它可滿足數(shù)十顆標(biāo)準(zhǔn)化小衛(wèi)星的發(fā)射需求。
對(duì)于“天女散花”這種釋放方式，還需要解決的關(guān)鍵技術(shù)是防止大量衛(wèi)星釋放時(shí)的碰撞問(wèn)題。張曉東介紹說(shuō)，這次新火箭創(chuàng)造性地采用支承艙+多星分配器的布局方式，確保衛(wèi)星分離速度、方向各不相同，保證分離的安全性。10顆主星按照一、二、三層依次釋放，第三層的5顆主星分2次釋放，另外10顆子星擇機(jī)釋放。此外，火箭末級(jí)還可以高精度調(diào)姿和實(shí)現(xiàn)正推軌道控制，這在國(guó)內(nèi)運(yùn)載火箭中尚屬首次，也給多星分離軌道設(shè)計(jì)提供了極大的便利。
各國(guó)瞄準(zhǔn)小衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)
此次長(zhǎng)征六號(hào)火箭搭載有中國(guó)航天科技集團(tuán)公司、國(guó)防科技大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位研制的開拓一號(hào)、希望二號(hào)、天拓三號(hào)、納星二號(hào)、皮星二號(hào)、紫丁香二號(hào)等20顆微小衛(wèi)星，其中個(gè)頭最大的是中國(guó)航天科技集團(tuán)公司的開拓一號(hào)衛(wèi)星，約100公斤，最迷你的子星只有幾十克，比一部小手機(jī)還小。
近年來(lái)各國(guó)紛紛加入“一箭多星”競(jìng)爭(zhēng)中，目的并非完全是為炫耀火箭技術(shù)，更多是爭(zhēng)奪市場(chǎng)這塊“大蛋糕”。目前，衛(wèi)星研制小型化、模塊化、集成化是國(guó)際衛(wèi)星研制的基本趨勢(shì)之一。接受采訪的航天專家表示，鑒于衛(wèi)星在日常生活中的作用日益顯著，越來(lái)越多的私人公司、大學(xué)等機(jī)構(gòu)也有意參與衛(wèi)星研制，其中技術(shù)門檻低的微小衛(wèi)星備受青睞。與大衛(wèi)星相比，單顆小衛(wèi)星的功能相對(duì)較低，但用多顆小衛(wèi)星組合起來(lái)合作完成某項(xiàng)特定任務(wù)，性價(jià)比可能更高。
然而擺在小衛(wèi)星面前的一個(gè)重要難題是單獨(dú)發(fā)射的成本過(guò)高。“一箭多星”能分?jǐn)偘l(fā)射成本，這為小衛(wèi)星的高速發(fā)展擺平了最后一道障礙。每次發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量越多，單顆衛(wèi)星的花費(fèi)就越低，如果有批量化運(yùn)載火箭的訂單，火箭的研制成本還會(huì)更低。此外，由于發(fā)射低軌衛(wèi)星的運(yùn)載火箭比高軌衛(wèi)星的火箭便宜，而小衛(wèi)星一般采用500公里以下高度的軌道，這也為進(jìn)一步降低小衛(wèi)星的發(fā)射成本指明了方向。
