長八新構(gòu)型“一箭22星” ， “一箭多星”是怎樣回事？『太空科普』

2022年2月27日11時06分，我國在文昌航天發(fā)射場使用長征八號運載火箭，以“1箭22星”辦法，告捷將泰景三號01衛(wèi)星等共22顆衛(wèi)星發(fā)射升空。

本次職責(zé)為不帶助推器的新構(gòu)型首飛，同時也是一次多用戶共享發(fā)射，共發(fā)射22顆衛(wèi)星，創(chuàng)造了我國一箭多星的最高紀(jì)錄。

這次發(fā)射告捷惹起了寬大網(wǎng)民的眷注，尤其是對“一箭22星”的多星發(fā)射武藝充溢了獵奇——是不是發(fā)射的衛(wèi)星越多，就越能證實航天武藝兇猛？

一次發(fā)射多顆衛(wèi)星，武藝要求的確很高，全天下也僅有中國、俄羅斯、美國、印度、日本、歐洲航天局等把握這個才能。但是，衛(wèi)星幾多不是緊張，最緊張的是發(fā)射武藝。

01

我國很早便開頭探究“一箭多星”武藝

我國最早的“一箭多星”發(fā)射可追溯到1981年9月20日。當(dāng)天，風(fēng)暴一號運載火箭發(fā)射實踐二號、實踐二號甲、實踐二號乙三顆封建實行衛(wèi)星告捷。自此，我國成為天下上第四個把握“一箭多星”武藝的國度。

2015年9月20日，長征六號運載火箭告捷將20顆弱小衛(wèi)星送入太空，創(chuàng)造了中國單次衛(wèi)星發(fā)射數(shù)目標(biāo)最高紀(jì)錄。

▲長征六號火箭首飛

“一箭多星”武藝，就是用一枚運載火箭同時或先后將數(shù)顆衛(wèi)星送入地球軌道的發(fā)射武藝。“一箭多星”是一種出色的發(fā)射辦法，它能富裕地使用運載火箭的運載才能，低落衛(wèi)星發(fā)射本錢。

“一箭多星”武藝分為兩大類：一類是將一切載荷發(fā)射到同一條軌道；另一類是分散將不同的衛(wèi)星發(fā)射到各自的軌道。

這兩類發(fā)射關(guān)于運載火箭的要求是不同的。第一類發(fā)射職責(zé)是在運載火箭的末子級關(guān)機(jī)后，只必要將所承載的載荷依次開釋出來即可。這此中，必要思索的主要成績是制止各個載荷開釋后顯現(xiàn)碰撞的成績。這個成績但是不難處理，只需在開釋衛(wèi)星時，速率稍有差別，大概開釋的時間稍有不同，各個衛(wèi)星尋常來說就會越“飄”越遠(yuǎn)，由于開釋時的相對速率并不大，即使碰撞也不會產(chǎn)生多量碎片。

關(guān)于將多顆衛(wèi)星發(fā)射到不同軌道的辦法，就要求運載火箭在進(jìn)入初始軌道后，還要具有變軌的才能，這就不是常規(guī)的運載火箭可以做到的了。

▲長征七號火箭首飛

我國以前在這個方面做了多次實踐。

比如，2016年6月25日，長征七號火箭首飛告捷。在這次發(fā)射中，遠(yuǎn)征一號甲外表級隨其飛行，也告捷完成了本人的首飛。在與長征七號火箭分散后，遠(yuǎn)征一號甲外表級算計將5種6個不同需求的載荷分散“擺渡”到不同的軌道，展開新一代飛船縮比前往艙、多星軌道擺設(shè)、在軌加注、立方星等新武藝在軌演示驗證。

02

主載荷必需照保全面

尋常來說，運載火箭每次發(fā)射職責(zé)都市有主載荷。主載荷可以是一顆衛(wèi)星，也可以是多顆衛(wèi)星，但尋常數(shù)目不會太多。每次運載火箭發(fā)射職責(zé)，基本上都是圍繞主載荷舉行的，也就是目標(biāo)軌道、發(fā)射窗口等基本上都是依據(jù)主載荷的要求來確定。搭載載荷只能確認(rèn)對否可以在如此的軌道上事情，才干決定對否搭載。

干系于搭載載荷而言，主載荷對發(fā)射的要求尋常也更為繁復(fù)。在發(fā)射前，尋常要求主載荷在發(fā)射塔架上舉行很多測試，從發(fā)射塔架到控制中央尋常也會確保要有有線或無線的測試通道。

別的，很多情況下，要求運載火箭的整流罩上有非金屬質(zhì)料制成的透波窗口，使得主載荷的測控信號可以在運載火箭發(fā)射前和發(fā)射歷程中可靠地與地表站舉行互換。

▲長征十一號火箭星箭對接

在運載火箭發(fā)射前，科研職員要舉行很多靜力學(xué)和動力學(xué)的分析，以確保載荷可以承受運載火箭發(fā)射歷程中惡劣的力學(xué)條件，必要時還會舉行星箭團(tuán)結(jié)振動實驗來確保不出成績。

關(guān)于搭載載荷，就不會“照顧”得這么周到了。很多情況下，搭載載荷和運載火箭之間沒有信號接口，只是在開釋搭載載荷的時分，經(jīng)過行程開關(guān)之類的安裝報告衛(wèi)星以前入軌，并可以啟開事情了。

尋常的發(fā)射職責(zé)會開始開釋主載荷，在此之前，運載火箭在增速歷程中，假如搭載載荷顯現(xiàn)寥落或與火箭發(fā)射共振，也會影響到主載荷的寧靜，以是對搭載載荷的要求也是以不影響主職責(zé)寧靜為條件的。

03

搭載職責(zé)會成為常態(tài)

隨著電子元器件和衛(wèi)星好效載荷武藝的快速提高，衛(wèi)星的功效也越來越強(qiáng)壯。分量僅有幾公斤到幾十公斤的微納衛(wèi)星、乃至更小的皮衛(wèi)星就可以完成很多已往僅有大衛(wèi)星才干完成的職責(zé)。

在這類衛(wèi)星中，相當(dāng)一局部都是使用便宜的商用器件制造而成的，相對而言，其發(fā)射用度就顯得比力昂貴了。因此，這類衛(wèi)星也多傾向于接納搭載辦法發(fā)射入軌。尋常來說，它們對軌道的典范不是很“挑剔”，對入軌精度的要求也不高。在運載火箭完成開釋主載荷后，使用剩余的運載才能搭載盡約莫多的微納衛(wèi)星入軌，成為比年來稀有的征象。

在這些衛(wèi)星中，立方星成為了一種十分緊張和盛行的標(biāo)準(zhǔn)星。它們依照標(biāo)準(zhǔn)的尺寸規(guī)格和機(jī)器、電氣接口。現(xiàn)在，通用的立方星開釋安裝可以做到對主載荷不產(chǎn)生任何攔阻的影響和干擾。

長征八號新構(gòu)型首飛，同時創(chuàng)造了我國“一箭多星”的新紀(jì)錄，這真實是一件值得自滿的事！將來，中國航天必將會帶來更多驚喜，我們拭目以待！

泉源 | 中國航天科技團(tuán)體、中國航天報

作者 | 楊宇光、李淑姮、付毅飛