“天女散花”其实并不容易
在此之前,我国自主研制的首枚固体运载火箭长征十一号,曾搭载4颗卫星实现固体运载火箭的一箭多星发射,标志着卫星发射进入数量大、时间短的“快递”时代。虽说一箭多星可充分“榨干”火箭的运载能力,为卫星发射服务提供多种选择模式,但并不意味着这种发射方式技术难度就低。要想实现太空“散花”,还真得下一番苦功夫。
目前,国际通用的一箭多星发射方式主要分为两大类。一种是“单次多放”,即把几颗卫星一次送入一个相同或几乎相同的轨道上去。另一种则是“多次单放”,即分批分次释放卫星,把卫星“挨家挨户”地送到他们的太空“新住处”。要想实现第二种精确化投送,就需要运载火箭在达到某一预定轨道速度后择机释放第一颗卫星,之后继续飞行,在达到下一个预定轨道速度时继续释放,直到把每一颗卫星都释放到相应轨道上。这两类发射方式,实现难度上也是天壤之别。
“天女散花”实现的关键,就是如何解决“星箭分离”瞬间大量卫星释放时的碰撞问题。尤其是在火箭飞行的最后阶段,卫星如何按照预定设计程序从卫星“座舱”中顺利“出舱”且不能相互擦碰,这就必须为每一颗卫星量身定做最佳的飞行路线和最佳分离时刻,才能真正实现多颗卫星的“各行其道”。更何况,一枚火箭同时装载多颗卫星,会对火箭的结构角度和重心分布带来改变,每一颗卫星出舱瞬间如何保证火箭飞行稳定,避免卫星内部电子设备产生无线电干扰都是摆在技术人员面前的重要问题。从技术角度上讲,一枚火箭发射多种不同轨道的卫星难度更高、技术更复杂。
要想实现一箭多星发射,首先对运载火箭提出了较高要求。运载火箭必须“身强体壮”到可以把数颗卫星送入轨道。同时,为了将多颗卫星分别送入不同参数的太空轨道,通常还要为他们量身定制专门的卫星分配器。我国在完成“一箭20星”发射任务中,就将20颗卫星分成3层像金字塔般排列,并采用了主星抱子星的装配方式。此外,卫星平台与载荷的微小型化和标准化也是一箭多星发射的核心技术之一。尤其是在微小型卫星搭载任务中,主载荷完成布置后,留给微小型卫星的空间和重量非常有限,如何充分利用一箭多星剩余的发射能力,值得我们深入思考。
[责任编辑:郭碧娟]