再破我国一箭多星最高纪录
2023-06-16 18:28:00 来源:武汉晚报

2023年6月15日,这是创造中国航天一项纪录的日子——当日13时30分,我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将吉林一号高分06A星等41颗卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。这批卫星主要用于提供商业遥感服务及相关技术验证。这次任务是长征系列运载火箭的第476次飞行。

给卫星“排座”送乘客“下车”

一箭41星这样上天

执行本次任务的长征二号丁运载火箭是由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制的常温液体二级运载火箭,具有“可靠性高、经济性好、适应性强”等特点,可支持单星、多星并联、串联、搭载等多种形式的发射需求。其太阳同步圆轨道运载能力可达1.3吨(轨道高度700公里)。

一次性将41颗卫星安全顺利送入轨道,首先要解决的就是卫星在整流罩内的布局问题,不仅要保证卫星“坐得下”,还要“坐得舒服”。

为此,八院长征二号丁运载火箭研制团队充分梳理卫星的结构、任务需求,充分挖掘潜能,优化布局设计,采取“38颗卫星壁挂+3颗卫星侧壁”的布局方式,成功给41颗卫星找到安全舒适的位置。

卫星的“座椅”由多星适配器和下方锥形支承舱组成,为便于星箭联合操作,约4米高的多星适配器分成上下两个中心承力筒。其中,38颗卫星绕中心承力筒按列布置,并保证星与星之间的安全距离。如此一来,多星适配器“座无虚席”,但如果为了新增“座位”而一味增加承力筒的高度,卫星在飞行阶段将会面临难以承受的“振动”和“颠簸”。

为了让41位卫星乘客畅享舒适飞行体验,型号团队有效利用整流罩内的空间,让适配器下方的卫星乘客挪了挪“脚”,在支承舱上开辟出3个“专座”,成功让41颗卫星顺利“上车”。虽然“座椅”的形式比较新颖,但采用的都是优质部件,有力保障了此次任务的安全性。

卫星数量越多,分离出去后在轨道飞行碰撞的风险就越大。确保卫星乘客安全顺利“下车”,按照规定分离方向和速度精准入轨是圆满完成此次任务的关键。

为了避免卫星在“下车”时出现拥挤碰撞的情况,研制团队巧妙设计“落客方案”,让卫星依次有序进行分离。总体设计团队将筒状多星适配器上的38颗卫星每一层分为一组,共6组,下方支承舱上的3颗卫星作为第7组,卫星按组进行依次分离。此外,本发火箭还配套了10个反推火箭,通过开启反推火箭拉开每组卫星之间的距离,保障了彼此之间分离的安全性。

瘦身、减重、集成化

一箭41星的背后

2015年10月“吉林一号”首次发射时,中国商业航天刚刚破冰,一切都在摸着石头过河。

如今,搭乘同一型号的火箭,“成员”却由4颗增至41颗。其背后的关键在于,每颗卫星的体重从420公斤(光学A星)降至22公斤(高分06A星)。

“吉林一号”高分06A星总设计师贺小军介绍,卫星能够大幅减重,一方面,得益于图像传感器及其应用技术的迭代更新,光学系统设计和加工工艺不断改进,从相机主体到各类部组件的体积都大幅减小。另一方面,大胆采用性能先进的芯片,使整星电子学集成度大幅提升,传统的多个独立单机电箱,已经集成为一体化的综合电控系统,重量体积却是以前的几十分之一。性能上,与光学A星相比,高分06A星分辨率保持0.75米基本不变、幅宽提升50%。即成像一次,卫星图片清晰度不变,但可见范围增加50%,卫星重量和成本反而降至以前的约二十分之一。

这一过程可以借助家庭电脑的进化史来理解,从起初笨重的“大块头”,到如今携带方便的笔记本电脑甚至智能手机,随着技术升级,所有器件全部缩小体积,计算性能已不可同日而语。

重量大幅减少,成本亦大幅压缩。过去发射1颗卫星的钱,现在可以发20颗。

加入新成员后,108颗“吉林一号”卫星组建的星座,将继续在农业、林业、气象、海洋、资源、环保、城市建设等领域提供更加丰富的遥感数据和产品服务。高分06A星还增加了“翻转”能力,既能对地球进行观察,也能调转角度。

据新华社电

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