長征八號開啟火箭“拼車”新模式

27日，帶著22顆衛星在文昌航天發射場成功“上天”的“共享火箭”——長征八號遙二運載火箭，創下我國一箭多星任務最高紀錄，由此開啟了我國新的共享火箭“拼車”模式。

火箭如何“一舉多得”？

2020年12月成功首飛的長征八號運載火箭是我國新一代主力中型運載火箭，填補了我國太陽同步軌道運載能力3噸至4。5噸的能力空白，可以承擔80%以上的中低軌發射任務。

此次，長征八號遙二運載火箭在長征八號遙一運載火箭的基礎上，採取了不帶助推器的新構型，是瞄準未來市場需求專門打造的一型火箭。

航天科技集團一院長征八號運載火箭專案辦主管胡輝彪介紹，從外觀上看，長征八號遙二運載火箭少了兩個助推器，但“光桿”的它運載能力達到3噸級，而22顆衛星合計不到2噸，完全滿足載荷需求。

如果細心觀察，你會發現長征八號遙二運載火箭換了更短的整流罩。航天科技集團一院長征八號運載火箭總體副主任設計師陳曉飛介紹，短的整流罩設計完全匹配這次任務衛星體積的特點，還可以放寬火箭發射放行條件，提高火箭發射機率。

對於為何能實現一箭22星，航天科技集團一院長征八號運載火箭總指揮肖耘表示，在設計之初，長征八號遙二運載火箭研製團隊就將視線轉移到小衛星上，提出“共享發射”新模式，最終確定了7家單位的22顆衛星。

“多個小衛星‘拼車’完成任務，既可充分發揮火箭能力，還有效滿足了市場需求。”肖耘說。

衛星如何“拼車”？

一箭22星，“拼車”的衛星們為何能夠擠進整流罩？陳曉飛介紹，為確保多星發射安全、精準，設計團隊研製了“三層式多星分配器”，將傳統的“大單間”調整為“小三居”。

“由於每顆衛星形狀各異，且有多個衛星尺寸較大，我們在設計時為‘乘客’提供三層‘座位’，完美將22顆衛星裝進整流罩中，並安排了舒適的‘座椅’。”陳曉飛說。

“一般而言，一個新的結構從出圖到生產，需要至少一年多時間。我們透過‘模組化’設計，在半年不到的時間就生產出來了多星分配器。”航天科技集團一院長征八號運載火箭總體副主任設計師於龍說。

研製團隊不僅要讓衛星順利“上車”，裝進整流罩，還要能夠保證衛星不同方向的分離安全。於龍介紹，衛星到天上後要離開箭體，在這個過程中，需要考慮衛星不同的解鎖方式和分離能源所帶來的運動偏差。有時這些偏差會使衛星與衛星之間距離縮小，威脅到箭體的安全。

研製團隊根據衛星佈局，對所有箭體和衛星偏差進行多輪模擬計算，設計了12次分離動作，確保22顆衛星安心“下車”。

“本次任務星箭分離時，火箭如同跳了一支‘太空芭蕾’，22顆衛星如‘天女散花’般釋放。”航天科技集團一院長征八號運載火箭副總指揮段保成說。

“一託多”火箭未來前景如何？

可以預見，人類未來進入太空及空間基礎設施建設的需求將越來越大。因此，改變發射場流程、縮短火箭研製週期和成本已成為不少航天大國的迫切需求。

胡輝彪表示，此次火箭成功發射，既檢驗了新構型的協調匹配性，又降低了研製成本和週期，還可為長征八號運載火箭積累經驗，推動型號走向成熟，為後續進入航天發射主戰場打好基礎，鞏固長征八號運載火箭在商業航天領域的主動權和主導權。

“作為一枚‘共享火箭’，長征八號遙二運載火箭採取的‘拼車’方案，為使用者提供經濟實惠的發射服務，門檻大大降低了。”肖耘表示，有了這次成功探索，長征八號運載火箭未來有望實現共享發射的常態化。

在發射場旁就近建設總裝測試廠房，把發射場測試和出廠測試合二為一，能夠節省一系列步驟，極大壓縮火箭在發射場的週期。肖耘介紹，目前海南總裝測試廠房已經開始施工建設，發射工位也正在論證過程中。屆時有望實現7天一次長征八號運載火箭的發射，一年可發射50發。

新華社記者  胡喆  陳凱姿  周思宇

（新華社海南文昌2月27日電）