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航天科技|星箭分离 跳起“太空芭蕾” 卫星释放 上演“天女散花”

据新华社海南文昌2月27日电　27日 ， 带着22颗卫星在文昌航天发射场成功“上天”的“共享火箭”——长征八号遥二运载火箭 ， 创下我国一箭多星任务最高纪录 ， 由此开启了我国新的共享火箭“拼车”模式 。
火箭如何“一举多得”？
2020年12月成功首飞的长征八号运载火箭是我国新一代主力中型运载火箭 ， 填补了我国太阳同步轨道运载能力3吨至4.5吨的能力空白 ， 可以承担80%以上的中低轨发射任务 。
此次 ， 长征八号遥二运载火箭在长征八号遥一运载火箭的基础上 ， 采取了不带助推器的新构型 ， 是瞄准未来市场需求专门打造的一型火箭 。
航天科技集团一院长征八号运载火箭项目办主管胡辉彪介绍 ， 从外观上看 ， 长征八号遥二运载火箭少了两个助推器 ， 但“光杆”的它运载能力达到3吨级 ， 而22颗卫星合计不到2吨 ， 完全满足载荷需求 。
如果细心观察 ， 你会发现长征八号遥二运载火箭换了更短的整流罩 。 航天科技集团一院长征八号运载火箭总体副主任设计师陈晓飞介绍 ， 短的整流罩设计完全匹配这次任务卫星体积的特点 ， 还可以放宽火箭发射放行条件 ， 提高火箭发射概率 。
对于为何能实现一箭22星 ， 航天科技集团一院长征八号运载火箭总指挥肖耘表示 ， 在设计之初 ， 长征八号遥二运载火箭研制团队就将视线转移到小卫星上 ， 提出“共享发射”新模式 ， 最终确定了7家单位的22颗卫星 。
“多个小卫星‘拼车’完成任务 ， 既可充分发挥火箭能力 ， 还有效满足了市场需求 。 ”肖耘说 。
卫星如何“拼车”？
一箭22星 ， “拼车”的卫星们为何能够挤进整流罩？陈晓飞介绍 ， 为确保多星发射安全、精准 ， 设计团队研制了“三层式多星分配器” ， 将传统的“大单间”调整为“小三居” 。
“由于每颗卫星形状各异 ， 且有多个卫星尺寸较大 ， 我们在设计时为‘乘客’提供三层‘座位’ ， 完美将22颗卫星装进整流罩中 ， 并安排了舒适的‘座椅’ 。 ”陈晓飞说 。
“一般而言 ， 一个新的结构从出图到生产 ， 需要至少一年多时间 。 我们通过‘模块化’设计 ， 在半年不到的时间就生产出来了多星分配器 。 ”航天科技集团一院长征八号运载火箭总体副主任设计师于龙说 。
研制团队不仅要让卫星顺利“上车” ， 装进整流罩 ， 还要能够保证卫星不同方向的分离安全 。 于龙介绍 ， 卫星到天上后要离开箭体 ， 在这个过程中 ， 需要考虑卫星不同的解锁方式和分离能源所带来的运动偏差 。 有时这些偏差会使卫星与卫星之间距离缩小 ， 威胁到箭体的安全 。
研制团队根据卫星布局 ， 对所有箭体和卫星偏差进行多轮仿真计算 ， 设计了12次分离动作 ， 确保22颗卫星安心“下车” 。
“本次任务星箭分离时 ， 火箭如同跳了一支‘太空芭蕾’ ， 22颗卫星如‘天女散花’般释放 。 ”航天科技集团一院长征八号运载火箭副总指挥段保成说 。
“一托多”火箭未来前景如何？
可以预见 ， 人类未来进入太空及空间基础设施建设的需求将越来越大 。 因此 ， 改变发射场流程、缩短火箭研制周期和成本已成为不少航天大国的迫切需求 。
胡辉彪表示 ， 此次火箭成功发射 ， 既检验了新构型的协调匹配性 ， 又降低了研制成本和周期 ， 还可为长征八号运载火箭积累经验 ， 推动型号走向成熟 ， 为后续进入航天发射主战场打好基础 ， 巩固长征八号运载火箭在商业航天领域的主动权和主导权 。
“作为一枚‘共享火箭’ ， 长征八号遥二运载火箭采取的‘拼车’方案 ， 为用户提供经济实惠的发射服务 ， 门槛大大降低了 。 ”肖耘表示 ， 有了这次成功探索 ， 长征八号运载火箭未来有望实现共享发射的常态化 。
【航天科技|星箭分离 跳起“太空芭蕾” 卫星释放 上演“天女散花”】在发射场旁就近建设总装测试厂房 ， 把发射场测试和出厂测试合二为一 ， 能够节省一系列步骤 ， 极大压缩火箭在发射场的周期 。 肖耘介绍 ， 目前海南总装测试厂房已经开始施工建设 ， 发射工位也正在论证过程中 。 届时有望实现7天一次长征八号运载火箭的发射 ， 一年可发射50发 。

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