一箭20星中国创亚洲纪录 多星发射技术仅次美俄

中国长征六号新型运载火箭在太原卫星发射中心点火发射

20日上午7时01分，中国长征六号新型运载火箭在太原卫星发射中心点火发射，成功将20颗微小卫星送入太空。此次“一箭20星”的发射任务不仅创造了国内单次发射卫星数量之最，同时也改写了2008年印度“一箭10星”的亚洲纪录，标志着中国掌握的多星发射技术仅次于美俄。那么究竟是什么诱惑各国纷纷参与到“一箭多星”的竞争中呢?

“一箭多星”竞争激烈

一名航天相关领域的专家20日告诉《环球时报》记者，“一箭多星”可以充分利用运载火箭的运载能力余量，经济便捷地将卫星送入地球轨道，为卫星发射服务提供多种选择模式，对微小卫星的发展而言尤其重要。用一枚运载火箭发射多颗卫星，按入轨模式可分为两大类：一类是把一批卫星送入基本相同的轨道，当火箭抵达预定轨道后，所有的卫星就像天女散花一样被释放出去。另一类则是把多颗卫星分别送入不同参数的轨道，通常需要专门的分配器。

据介绍，掌握“一箭多星”技术的国家和组织并不多，仅有美国、俄罗斯、欧洲航天局、中国和印度。目前国际上相关领域的竞争相当激烈，2013年11月19日，美国创造了“一箭29星”的世界纪录，仅仅两天后，俄罗斯用一枚“第聂伯”运载火箭将32颗微型卫星送入轨道，刷新了美国的纪录。目前“一箭多星”的最高纪录仍由俄罗斯保持——2014年6月发射的一枚“第聂伯”运载火箭实现“一箭37星”。

上世纪80年代，中国首次实现“一箭三星”发射，后续长征系列运载火箭也曾多次开展“一箭多星”的国内国际发射任务。2013年，中国长征二号丁运载火箭成功将“高分一号”对地观测卫星和其他3颗卫星分别送入不同轨道，实现 “一箭四星”发射。印度则于2007年完成“一箭四星”，并在2008年实现“一箭10星”，创造了当时的亚洲纪录。

“天女散花”不容易

长征六号火箭此次发射采用“天女散花”的方式释放众多小卫星。该火箭副总设计师周遇仁透露，光是要在有限的整流罩空间内安置下20颗小卫星就相当不容易。他介绍说，这些卫星被分成3层，像金字塔般分别排列。最底层安放5颗主星，其中2颗主星各自抱着2颗子星;中间层有4颗主星，其中1颗主星的怀中抱着5颗子星，最上面一层则是1颗主星抱着1颗子星。周遇仁承认，由于中国微小卫星发射尚未形成统一的接口标准，给星箭协调带来极大的不便，“我们在这方面还有不少改进的空间”。长征六号火箭主任设计师张晓东透露，中国火箭的集成化多星发射装置还在不断地改进中，未来它可满足数十颗标准化小卫星的发射需求。

对于“天女散花”这种释放方式，还需要解决的关键技术是防止大量卫星释放时的碰撞问题。张晓东介绍说，这次新火箭创造性地采用支承舱+多星分配器的布局方式，确保卫星分离速度、方向各不相同，保证分离的安全性。10颗主星按照一、二、三层依次释放，第三层的5颗主星分2次释放，另外10颗子星择机释放。此外，火箭末级还可以高精度调姿和实现正推轨道控制，这在国内运载火箭中尚属首次，也给多星分离轨道设计提供了极大的便利。

各国瞄准小卫星发射市场

此次长征六号火箭搭载有中国航天科技集团公司、国防科技大学、清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等单位研制的开拓一号、希望二号、天拓三号、纳星二号、皮星二号、紫丁香二号等20颗微小卫星，其中个头最大的是中国航天科技集团公司的开拓一号卫星，约100公斤，最迷你的子星只有几十克，比一部小手机还小。

近年来各国纷纷加入“一箭多星”竞争中，目的并非完全是为炫耀火箭技术，更多是争夺市场这块“大蛋糕”。目前，卫星研制小型化、模块化、集成化是国际卫星研制的基本趋势之一。接受采访的航天专家表示，鉴于卫星在日常生活中的作用日益显著，越来越多的私人公司、大学等机构也有意参与卫星研制，其中技术门槛低的微小卫星备受青睐。与大卫星相比，单颗小卫星的功能相对较低，但用多颗小卫星组合起来合作完成某项特定任务，性价比可能更高。

然而摆在小卫星面前的一个重要难题是单独发射的成本过高。“一箭多星”能分摊发射成本，这为小卫星的高速发展摆平了最后一道障碍。每次发射的卫星数量越多，单颗卫星的花费就越低，如果有批量化运载火箭的订单，火箭的研制成本还会更低。此外，由于发射低轨卫星的运载火箭比高轨卫星的火箭便宜，而小卫星一般采用500公里以下高度的轨道，这也为进一步降低小卫星的发射成本指明了方向。