一箭41星發射成功 刷新大陸一箭多星最高紀錄

長二丁一箭41星發射圓滿成功,刷新大陸一箭多星最高紀錄。(中國航太科技集團)

長二丁一箭41星發射圓滿成功,刷新大陸一箭多星最高紀錄。(中國航太科技集團)

微信公衆號「中國航太科技集團」消息,長征二號丁運載火箭15日13時30分,在太原衛星發射中心點火起飛,隨後將吉林一號高分06A星等41顆衛星成功送入預定軌道,刷新了中國大陸一箭多星最高紀錄。

此次發射使用的長征二號丁運載火箭是由中國航太科技集團有限公司八院,抓總研製的常溫液體兩級運載火箭,700公里太陽同步軌道運載能力爲1.3噸,具備發射不同軌道要求單星、多星的能力。

本次發射的吉林一號高分06A星等41顆衛星由航太科技集團所屬長城公司作爲總承包商提供發射服務。長二丁火箭研製隊伍採取一系列有效措施,透過在有限的整流罩空間內合理佈局、選用最優分離方案等,確保41顆衛星安全、準確入軌。

本次發射是長征系列運載火箭第476次發射。

中國航太科技集團指出,2022年度,長二丁火箭圓滿完成了15次發射任務,創下了大陸國內單一型號年度發射次數的新紀錄。

長二丁火箭總設計師李建強坦言,41顆衛星,確實是一次不小的挑戰。例如在有限的整流罩空間裡,如何合理佈局?有多少「乘客」,就需要多少「座椅」,但「座椅」的重量不容小覷。如果使用傳統的圓盤平臺搭載方式,圓盤層數越多,留給衛星的運載能力就越少,所以這種串聯方案被設計人員果斷否決。

至於衛星坐得下,還不能擠。根據衛星靜態安全間隙最小也要在100毫米以上的要求,設計人員歷經多次探索,最終確定使用中心承力桶加錐形支架的搭載方式,在中心承力桶下方的錐形支架上安裝3顆衛星,其餘38顆星則以6層7列的佈局安裝在中心承力桶側壁,有效利用整流罩內空間包絡。

至於如何確保41顆衛星的「乘坐體驗」,並安全「下車」?首先,衛星「乘坐」在4米高的中心承力桶上,振動衝擊要在衛星能承受的範圍內。爲此,設計人員根據衛星方提供的衛星模型,做了兩輪星箭耦合分析。過程中,對4顆振動迴應過大的衛星支座做了優化改進,確保在飛行過程中,衛星是「舒適」的。

其次,還要考慮衛星安全「下車」後的短期分離安全性、長期在軌安全性,設計人員紛紛提出了想法和顧慮:「天女散花」——短期內可以安全分離出去,但長期在軌可能會發生碰撞;「層層姿態機動分離」——分離時間過長,地面測控時間不夠用,後面星分離時會超出有效測控弧段,分離點數據當下難以及時獲取;「層層剎車式分離」——每分一組衛星,火箭都會往後退一步,可以確保分離的安全性,但這對總體分離專業和控制系統的設計提出了更高要求。最終,最後一種方式「競標成功」。同時,此方案這也對操作人員提出了更高的要求。

勇於接納新事物、新技術,不斷抽絲剝繭般的自我革新。這是李建強給出的答案。創新,從一開始就是長二丁火箭的使命。誕生之初,航太科技集團八院給長二丁火箭的定位是「新技術驗證平臺」。消化新技術,意味着要有不斷試錯的勇氣。

「說到底還是靠人,更多的還是靠年輕人。」李建強說道,團隊的骨幹都偏年輕化,大部分的主任設計師都是85後甚至90後。一箭41星的成功探索,再次向世界證明了長二丁火箭的能力。同時,期待的目光也紛紛聚焦。「想要再次實現搭載數量的突破,主要受限於火箭的運載能力。」李建強迴應道。

這次41星所使用的是直徑爲3.8米的整流罩,但實際上長二丁火箭最大的整流罩直徑爲4.2米。更大的空間意味着只要在運載能力之內,假設單個衛星重量下降,就可以坐下更多的「乘客」。經過這一次41星的實際飛行驗證,也讓設計人員對多星的星箭分離安全性有了更大的把握,也想再做點新的嘗試。

如果衛星僅通過適配器由火箭釋放入軌,意味着有多少顆衛星,火箭上就需要配備多少個分離機構,還需要增加設備,確保控制通路、測量通路足夠多。

爲了增加搭載數量,國外在入軌的方式上做了很多嘗試,例如可以將衛星裝在軌道轉移部署器上入軌。李建強說:「我們也正在對此類衛星軌道部署器做相關課題研究,這種部署器具有姿態穩定功能、控制功能,還能進行分離資料的測量,可以根據需求選擇在軌一段時間後再進行釋放,極大降低發射成本。」