中国航天新纪录长征创造
2月27日11时06分,我国在文昌航天发射场使用长征八号运载火箭成功将22颗卫星发射升空,创造我国一箭多星新纪录新华社记者 屠海超 摄
27日7时44分
长征四号在酒泉升空
成功发射陆地探测卫星
3小时22分钟后
长征八号在文昌点火起飞
成功发射22颗卫星
这两次发射刷新了
我国“一箭多星”发射纪录
和长征火箭
最短发射间隔纪录
你永远可以相信,中国航天!
2月27日7时44分,在中国酒泉卫星发射中心,长征四号丙运载火箭点火升空,成功发射陆地探测一号01组B星。11时6分,在中国文昌航天发射场,长征八号遥二运载火箭点火起飞,成功发射22颗卫星。这两次发射刷新了我国“一箭多星”发射纪录和长征火箭最短发射间隔纪录!
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。
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。
22位“太空乘客”都是谁?
搭载长征八号运载火箭成功升空的这22颗卫星分别是:
泰景三号01卫星、泰景四号01卫星、海南一号01/02星、文昌一号01/02星、吉林一号高分03D10-18星(9颗)、吉林一号MF02A01星、巢湖一号卫星、创星雷神号卫星、天启星座19星、星时代-17卫星、启明星一号卫星、西电一号卫星,主要用于提供商业遥感信息、海洋环境监测、森林防火减灾等服务。
这次任务是长征系列运载火箭第409次飞行。
入轨后将单独开展在轨测试,再与A星进行编队测试
陆地探测一号01组B星都有哪些新本领?
2月27日,陆地探测一号01组B星在酒泉卫星发射中心成功发射。B星入轨后,将单独开展在轨测试,再与A星进行编队测试。该组卫星将为地质灾害、土地调查、地震评估、防灾减灾、基础测绘、林业调查等领域提供强有力的空间技术支撑。
穿云透雾:地面观测分辨率达到米级
陆地探测一号01组卫星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》中首个立项的科研卫星工程,由A、B星组成。A星已于1月26日在酒泉卫星发射中心成功实施发射。
陆地探测一号01组卫星所观测的数据作为重要的国家基础地理信息数据,在国家重大战略实施、大型工程建设、灾害评估、地质制图、城乡规划、土地利用等领域具有重要的应用价值。
“例如我们要建设5G基站及特高压输电线等,这些设施往往都选址在坡地、丘陵、山间。坡度、坡向、山脊线、山谷线等信息可为这些站点的合理布设提供重要的数据支撑。”陆地探测一号01组卫星总设计师陈筠力说,“人工测绘耗时又危险,而光学遥感受制于我国大部分地区多云多雨气候特征的影响,无法做到实时获取。雷达卫星的特点,使其可以穿透云层和地表植被,实现全天候、全天时、高精度的观测。”
“我们应用了波的干涉原理,两颗卫星中一颗发射雷达信号,当两颗卫星同时接收到地面回波后,通过处理就可以反演得到地面与两颗卫星之间的距离差,进而获取地面的高程信息。”陈筠力说。
据悉,陆地探测一号01组是全球首个L波段分布式编队多极化干涉合成孔径雷达测高卫星系统,地面观测分辨率达到米级,地面高程测量精度满足1比50000比例尺标准。可为我国自然资源调查体系构建、全球地理信息资源建设与更新、高精度地形数据更新提供重要的技术支撑。
双星共舞:通过两颗卫星不断绕飞进行观测
“根据双星干涉测高要求,双星在太空需时刻携手相伴飞行,犹如花样滑冰双人滑的运动员,既要保证各自技术动作的精准稳定,还要兼顾两人动作的协调配合。但与数分钟的比赛不同,卫星在轨需要在任务周期内克服各类复杂干扰因素的影响,实现稳定运行。”卫星副总设计师魏春解释。
研制团队考虑到有限的燃料分配和长时间的运行要求,提出了绕飞编队构形设计与精确保持的新方法,利用地球引力摄动关系优化配置双星轨道参数,同时设计了基于精确脉冲控制的编队构形自主保持技术,绕飞构形参数精确控制在米级,达到国际先进水平。
星星相通:双星协同绘大地
双星在轨干涉测高,需要两颗卫星在时间、空间、相位三个维度上保持高度一致性。卫星总指挥李瑞祥介绍:“B星与A星设计状态一致,可谓一对“双胞胎”,从根源上对一致性加以保证,而且双星在轨还可以通过星间链路实现互联互通。”
“我们在国际上首次采用了非中断双基地成像模式,从根本上解决了双基星载合成孔径雷达成像和相位同步不能同时进行的难题,可大幅提升相位同步精度,并形成了自主知识产权。”卫星副总设计师王宇说。
陕西元素
两次发射动力系统均由航天六院提供
华商报记者了解到,总部位于西安的航天科技集团六院为长征四号丙运载火箭提供了一二三级发动机和姿控发动机系统,为陆地探测一号01组B星提供了空间推进分系统,为长征八号遥二运载火箭提供了助推、一级、二级发动机及辅助动力系统。
长四丙火箭和陆地探测一号01组B星由中国航天科技集团有限公司八院研制。陆地探测一号01组A星已于1月26日由长四丙火箭成功发射。长四丙火箭是一型常温液体三级运载火箭,具备发射多种类型、不同轨道要求卫星的能力,可执行一箭多星的发射,700公里高度太阳同步轨道运载能力可达3吨。
长征八号运载火箭是目前我国中低轨运力最强的商业火箭,由航天科技集团一院研制。
本次发射任务中,长征八号去掉了两枚助推器,由两级半变为两级串联构型,整流罩缩短,火箭采用模块化、系列化、组合化的研制理念,迅速完成了第二次商业发射。
本次发射的22颗卫星连同卫星支架总重约2.6吨,卫星分别来自国内7家商业航天企业,主要为光学遥感卫星。为此,长征八号运载火箭设计了三段式多星支架,在到达预定轨道后分12次释放卫星,确保卫星放得下、分得开、控得住。华商报记者 马虎振
陕籍“金牌”气象指挥为长八腾飞提供精确气象保障
27日,长征八号遥二运载火箭发射成功。来自西安的80后小伙陈阳在此次发射任务中表现不凡,是大家公认的“金牌”气象指挥员。
两年前的12月22日,长八首飞当天,因高空风探测结果不满足最低发射条件,任务程序停止,召开紧急气象会商。指挥员陈阳前脚开完会,后脚就进值班机房,全系统三班倒,鏖战两天两夜,终于捕获发射时机,任务获得成功,陈阳和气象团队也因此一战成名。
在此次任务中,陈阳一早就开始关注高空风的变化趋势。可一波突如其来的冷空气打了陈阳一个措手不及,海南局部地区出现明显降温,高空风速也随温差明显增大。面对突发状况,陈阳立足现实情况充分部署,加强应急处置训练,有针对性地提高地面岗位人员对积雨云、强降水的识别,高空岗位人员对抓球、重放球的训练,最大限度保证在突发状况面前做到心中有底、万无一失。
长八遥二火箭垂转当天,天空突然飘起零星小雨,陈阳早早来到转运现场,快速记录着实时风向风速,监视天气变化。经过两时的漫长转运,火箭圆满“靠岸”。对讲机那头响起火箭到位的消息后,陈阳才停下手中的笔头,有序组织起岗位人员撤收设备。
来到文昌航天发射场的8年中,陈阳先后担任长征七号、长征五号和长征八号运载火箭首飞等9次航天发射任务的气象系统指挥员。
在本次长八遥二火箭发射任务中,陈阳还首次在火箭垂转后,将观测到的气象数据绘成《最大高空风分布特征图》进行分析,火箭转运过程的风场情况一目了然,为指挥部决策提供了重要参考。
作为一名离开家乡十年之久的陕西人,陈阳也渴望在任务间隙期能再次回到老家,品尝家乡美食,欣赏家乡故景。华商报记者 马虎振 通讯员 唐阳 魏后福 都鑫鑫
西安卫星测控中心成功完成多点并行发射测控任务
27日上午,我国成功实施两次航天发射任务。西安卫星测控中心作为测控系统主体单位,圆满完成多点并行测控任务。
“这次任务的发射目标数量、星箭分离批次、分离时间跨度都达到新高,对测控精度提出了极高要求。”中心高级工程师张建海介绍,他们对卫星的分离过程和分离机理进行深入研究,与研制单位多轮次研讨交流,形成了完备的分离判断应急处置方案。
为进一步压缩22颗卫星初始轨道计算时间,科研人员优化了遥测数据判断岗位交互流程,完善了箭遥数据提取分析软件功能,同时将星箭分离相关遥测参数进行专项页面实时显示,大大提高初轨确定效率。本版稿件除署名外均据新华社 新华社记者 屠海超 摄
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