1箭41星是怎么安排座位的？怎樣分離才能避免碰撞？ 全球新動(dòng)態(tài)
(資料圖片僅供參考)
2023年6月15日13:30，搭載8顆“吉林一號(hào)”高分03D星及30顆“吉林一號(hào)”高分06A系列衛(wèi)星等4型41顆小型遙感衛(wèi)星的“長(zhǎng)征二號(hào)丁”遙八十八運(yùn)載火箭從太原發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，成功將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
6月7日，“力箭一號(hào)”遙二火箭執(zhí)行了1箭26星的發(fā)射任務(wù)，創(chuàng)造了我國(guó)一箭多星發(fā)射紀(jì)錄。8天后，上述紀(jì)錄就被此次1箭41星打破，且紀(jì)錄被大幅提升。單次任務(wù)發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量創(chuàng)紀(jì)錄對(duì)運(yùn)載火箭而言是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)，41顆衛(wèi)星是怎么安排位置的？又是如何分批次分離的？
目前，在國(guó)內(nèi)外的一箭多星發(fā)射任務(wù)中，當(dāng)衛(wèi)星為非平板式且數(shù)量達(dá)到數(shù)十顆時(shí)，中心承力筒就成了最常見的選擇。在此次1箭41星任務(wù)中，選擇了中心承力筒加錐形支架的搭載方式，中心承力筒分為2段，各4米長(zhǎng)，錐形支架在下、中心承力筒在上，其中38顆星分6層7列側(cè)掛在中心承力筒側(cè)壁上，由于衛(wèi)星涉及4種型號(hào)，排列出現(xiàn)錯(cuò)落，其余3顆衛(wèi)星安裝在錐形支架上。這樣的搭載方式最大程度的利用了搭載空間，并且確保衛(wèi)星靜態(tài)安全間隙在100毫米以上。既然選擇了中心承力筒多星適配器，為什么41顆衛(wèi)星不全部側(cè)掛于中心承力筒側(cè)壁？
根據(jù)衛(wèi)星大小和最小間距約束，兩個(gè)4米長(zhǎng)的中心承力筒只允許搭載此次任務(wù)41顆衛(wèi)星中的38顆，如果為了新增搭載位置而增加中心承力筒的高度，衛(wèi)星在火箭飛行階段將會(huì)面臨難以承受的“振動(dòng)和顛簸”。所以，最終才將3顆衛(wèi)星安裝在錐形支架側(cè)壁上，節(jié)省成本的同時(shí)充分利用了已有空間。
1箭41星搭載難，分離也難。分離過程中，需要考慮衛(wèi)星分離后的短期分離安全性、長(zhǎng)期在軌安全性，經(jīng)過多方案論證最終選擇了“層層剎車式分離”——每分離一組衛(wèi)星，火箭都會(huì)利用反推發(fā)動(dòng)機(jī)往后退一步，可以確保分離的安全性。星箭分離時(shí)，41顆衛(wèi)星先后分7次分離，每組衛(wèi)星分離時(shí)間持續(xù)3至5秒，每組分離間隔10秒左右，在一分半鐘內(nèi)（80余秒）實(shí)現(xiàn)全部分離。
具體分離過程為先分離中心承力筒上的6層衛(wèi)星，最后分離錐形支架上的1層衛(wèi)星。第一次分離，徑向分離7顆衛(wèi)星；第二次分離，先利用火箭二級(jí)反推發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行第一次反推，而后徑向分離5顆衛(wèi)星；第三次分離，進(jìn)行第二次反推，徑向分離7顆衛(wèi)星；第四次分離，進(jìn)行第三次反推，徑向分離7顆衛(wèi)星；第五次分離，進(jìn)行第四次反推，徑向分離5顆衛(wèi)星；第六次分離，進(jìn)行第五次反推，徑向分離7顆衛(wèi)星；第七次分離，軸向分離最后3顆衛(wèi)星。
對(duì)于一箭多星發(fā)射任務(wù)而言，搭載和分離都是精細(xì)活，要確保安全的發(fā)射、安全精準(zhǔn)的分離需要精心嚴(yán)密的設(shè)計(jì)。此次1箭41星僅僅是一個(gè)開始，隨著星座組網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，我國(guó)一箭多星發(fā)射紀(jì)錄還將持續(xù)刷新，衛(wèi)星數(shù)量將持續(xù)大幅提升，之后平板式衛(wèi)星一箭多星又將有新的搭載和分離方式出現(xiàn)。
作者：大白高國(guó)
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