一箭22星!開啟共享火箭「拼車」新模式檢視原始碼討論檢視歷史
新華社海南文昌2月27日電(記者胡喆、陳凱姿、周思宇)27日,帶着22顆衛星在文昌航天發射場成功「上天」的「共享火箭」——長征八號遙二運載火箭,創下我國一箭多星任務最高紀錄,由此開啟了我國新的共享火箭「拼車」模式。
火箭如何「一舉多得」?
2020年12月成功首飛的長征八號運載火箭是我國新一代主力中型運載火箭,填補了我國太陽同步軌道運載能力3噸至4.5噸的能力空白,可以承擔80%以上的中低軌發射任務。
此次,長征八號遙二運載火箭在長征八號遙一運載火箭的基礎上,採取了不帶助推器的新構型,是瞄準未來市場需求專門打造的一型火箭。
航天科技集團一院長征八號運載火箭項目辦主管胡輝彪介紹,從外觀上看,長征八號遙二運載火箭少了兩個助推器,但「光杆」的它運載能力達到3噸級,而22顆衛星合計不到2噸,完全滿足載荷需求。
如果細心觀察,你會發現長征八號遙二運載火箭換了更短的整流罩。航天科技集團一院長征八號運載火箭總體副主任設計師陳曉飛介紹,短的整流罩設計完全匹配這次任務衛星體積的特點,還可以放寬火箭發射放行條件,提高火箭發射概率。
對於為何能實現一箭22星,航天科技集團一院長征八號運載火箭總指揮肖耘表示,在設計之初,長征八號遙二運載火箭研製團隊就將視線轉移到小衛星上,提出「共享發射」新模式,最終確定了7家單位的22顆衛星。
「多個小衛星『拼車』完成任務,既可充分發揮火箭能力,還有效滿足了市場需求。」肖耘說。
衛星如何「拼車」?
一箭22星,「拼車」的衛星們為何能夠擠進整流罩?陳曉飛介紹,為確保多星發射安全、精準,設計團隊研製了「三層式多星分配器」,將傳統的「大單間」調整為「小三居」。
「由於每顆衛星形狀各異,且有多個衛星尺寸較大,我們在設計時為『乘客』提供三層『座位』,完美將22顆衛星裝進整流罩中,並安排了舒適的『座椅』。」陳曉飛說。
「一般而言,一個新的結構從出圖到生產,需要至少一年多時間。我們通過『模塊化』設計,在半年不到的時間就生產出來了多星分配器。」航天科技集團一院長征八號運載火箭總體副主任設計師於龍說。
研製團隊不僅要讓衛星順利「上車」,裝進整流罩,還要能夠保證衛星不同方向的分離安全。於龍介紹,衛星到天上後要離開箭體,在這個過程中,需要考慮衛星不同的解鎖方式和分離能源所帶來的運動偏差。有時這些偏差會使衛星與衛星之間距離縮小,威脅到箭體的安全。
研製團隊根據衛星布局,對所有箭體和衛星偏差進行多輪仿真計算,設計了12次分離動作,確保22顆衛星安心「下車」。
「本次任務星箭分離時,火箭如同跳了一支『太空芭蕾』,22顆衛星如『天女散花』般釋放。」航天科技集團一院長征八號運載火箭副總指揮段保成說。
「一托多」火箭未來前景如何?
可以預見,人類未來進入太空及空間基礎設施建設的需求將越來越大。因此,改變發射場流程、縮短火箭研製周期和成本已成為不少航天大國的迫切需求。
胡輝彪表示,此次火箭成功發射,既檢驗了新構型的協調匹配性,又降低了研製成本和周期,還可為長征八號運載火箭積累經驗,推動型號走向成熟,為後續進入航天發射主戰場打好基礎,鞏固長征八號運載火箭在商業航天領域的主動權和主導權。
「作為一枚『共享火箭』,長征八號遙二運載火箭採取的『拼車』方案,為用戶提供經濟實惠的發射服務,門檻大大降低了。」肖耘表示,有了這次成功探索,長征八號運載火箭未來有望實現共享發射的常態化。
在發射場旁就近建設總裝測試廠房,把發射場測試和出廠測試合二為一,能夠節省一系列步驟,極大壓縮火箭在發射場的周期。肖耘介紹,目前海南總裝測試廠房已經開始施工建設,發射工位也正在論證過程中。屆時有望實現7天一次長征八號運載火箭的發射,一年可發射50發。