太空三車(chē)

沈羨云

當(dāng)前，中國(guó)航天已步入“商用時(shí)代”，包括商業(yè)火箭發(fā)射、微小衛(wèi)星、商業(yè)遙感等都將成為航天技術(shù)商用的熱點(diǎn)。中國(guó)長(zhǎng)征火箭公司依托中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“火箭院”）在航天發(fā)射領(lǐng)域的突出優(yōu)勢(shì)，根據(jù)客戶(hù)的不同需求，推出的“太空三車(chē)”（太空專(zhuān)車(chē)、太空順風(fēng)車(chē)、太空班車(chē)）計(jì)劃，將在發(fā)射服務(wù)、空間資源利用方面為廣大消費(fèi)者提供個(gè)性化產(chǎn)品與服務(wù)，打造一個(gè)開(kāi)放、共享的商業(yè)航天生態(tài)圈。這種發(fā)射衛(wèi)星的模式，也是世界航天大國(guó)商業(yè)發(fā)射衛(wèi)星的模式，具有普遍性。

太空專(zhuān)車(chē)

太空專(zhuān)車(chē)是指依據(jù)客戶(hù)指定的軌道及時(shí)間要求，專(zhuān)門(mén)為商業(yè)用戶(hù)安排一次火箭發(fā)射，且根據(jù)用戶(hù)需求提供定制服務(wù)，為用戶(hù)提供最優(yōu)搭乘選擇，如量身設(shè)計(jì)星箭接口、分離方式等。它可提供從100千克到1000千克的專(zhuān)屬快速發(fā)射服務(wù)。

2018年4月26日，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征十一號(hào)固體運(yùn)載火箭，采用“一箭五星”的方式，成功將珠海一號(hào)02組衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星成功地進(jìn)入預(yù)定軌道。此次長(zhǎng)征十一號(hào)的太空專(zhuān)車(chē)服務(wù)，是我國(guó)星座組網(wǎng)同一軌道面發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最多的一次。

珠海一號(hào)是由珠海歐比特宇航科技股份有限公司投資的商業(yè)遙感衛(wèi)星星座，建成后將為全球農(nóng)林牧漁、水土資源、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸、智慧城市、現(xiàn)代金融等行業(yè)提供衛(wèi)星大數(shù)據(jù)服務(wù)。

珠海一號(hào)是由34顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星星座，包括視頻衛(wèi)星、高光譜衛(wèi)星、雷達(dá)衛(wèi)星、高分光學(xué)衛(wèi)星和紅外衛(wèi)星。該公司已與火箭院簽訂2次10顆衛(wèi)星的發(fā)射合同 。

從珠海一號(hào)星座建設(shè)規(guī)劃初期開(kāi)始，長(zhǎng)征十一號(hào)火箭研制團(tuán)隊(duì)就積極介入，與用戶(hù)聯(lián)合設(shè)計(jì)、攻關(guān)，充分利用火箭的運(yùn)載能力和空間包絡(luò)，克服了空間有限、光學(xué)載荷對(duì)連接界面沖擊環(huán)境要求苛刻等難題，最終實(shí)現(xiàn)“小身板、大容量”的“一箭五星”布局。

除了讓“乘客”乘坐舒適，還要讓它們安全有序地下車(chē)。5顆衛(wèi)星能否在指定區(qū)域有序釋放，火箭的多星分離控制裝置將發(fā)揮“指揮官”作用?；鸺簣F(tuán)隊(duì)研制了多星分離控制裝置，可發(fā)出28路不同分離信號(hào)，滿(mǎn)足多樣化的一箭多星發(fā)射需求。

為什么歐比特公司會(huì)選中火箭院的長(zhǎng)征十一號(hào)火箭發(fā)射他們的珠海一號(hào)衛(wèi)星星座呢？這是因?yàn)殚L(zhǎng)征十一號(hào)火箭是一種固體運(yùn)載火箭，它具有快速、便捷、靈活、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，特別適合小型衛(wèi)星及星座組網(wǎng)發(fā)射。其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾方面：

1.發(fā)射準(zhǔn)備的時(shí)間短 由于長(zhǎng)征十一號(hào)火箭的固體燃料提前填充在火箭內(nèi)，可長(zhǎng)期貯存，免去發(fā)射前燃料加注等流程，它的發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間可由液體火箭的以“月”計(jì)算縮短至數(shù)天，最快甚至能達(dá)到24小時(shí)以?xún)?nèi)，是世界上發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間最短的運(yùn)載火箭之一，并具備密集組網(wǎng)發(fā)射能力。

2.火箭機(jī)動(dòng)發(fā)射能力強(qiáng) 長(zhǎng)征十一號(hào)火箭塊頭雖小，能力可不小。它的箭體直徑僅2米，但強(qiáng)大的固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)能提供約120噸的起飛推力，低軌道運(yùn)載能力達(dá)到700千克，能一次把多顆衛(wèi)星送上天。它能在公路、簡(jiǎn)易場(chǎng)坪以及海上實(shí)施全天候發(fā)射，在應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害、突發(fā)事件等應(yīng)急發(fā)射任務(wù)中具有巨大優(yōu)勢(shì)，在商業(yè)航天領(lǐng)域也有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.可靠性高 長(zhǎng)征十一號(hào)火箭的4次發(fā)射全部取得圓滿(mǎn)成功，均實(shí)現(xiàn)飛行過(guò)程零問(wèn)題、入軌精度百米級(jí)?；鸺映墒臁⒖煽?，發(fā)射服務(wù)也將更加便捷、靈活，能夠有效滿(mǎn)足我國(guó)商業(yè)航天小衛(wèi)星大規(guī)模高密度組網(wǎng)的發(fā)射需求。

隨著科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星和商業(yè)衛(wèi)星的蓬勃發(fā)展，“小塊頭”“高效率”的衛(wèi)星發(fā)射需求越來(lái)越多，快速、靈活的長(zhǎng)征十一號(hào)火箭將會(huì)成為越來(lái)越多科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星和商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射的首選，長(zhǎng)征十一號(hào)火箭研制團(tuán)隊(duì)也正在進(jìn)一步挖掘火箭的潛力。

太空順風(fēng)車(chē)

太空順風(fēng)車(chē)是根據(jù)發(fā)射主任務(wù)的剩余運(yùn)載能力，為用戶(hù)提供在指定時(shí)間、指定軌道的發(fā)射服務(wù)，適于發(fā)射從皮納衛(wèi)星到大衛(wèi)星的各種載荷。

2018年1月19日，長(zhǎng)征十一號(hào)火箭以“一箭六星”的方式完成首次全商業(yè)發(fā)射任務(wù)，這是我國(guó)固體運(yùn)載火箭首次向國(guó)際用戶(hù)提供發(fā)射服務(wù)。由于6顆衛(wèi)星來(lái)自不同用戶(hù)，因此這次發(fā)射算是“順風(fēng)車(chē)”服務(wù)。

此次發(fā)射的衛(wèi)星包括兩顆主星和4顆搭載小衛(wèi)星。兩顆主星是來(lái)自長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)有限公司的吉林一號(hào)衛(wèi)星，主要開(kāi)展高空間分辨率視頻成像技術(shù)應(yīng)用，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是能在太空拍高清視頻，為經(jīng)濟(jì)生活服務(wù)。此次“順風(fēng)”搭載的4顆衛(wèi)星中有兩顆小衛(wèi)星來(lái)自天儀研究院。2017年，火箭院與天儀研究院簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，將為該公司發(fā)射30顆衛(wèi)星，這次發(fā)射的兩顆衛(wèi)星是30顆衛(wèi)星“大單”中的首發(fā)星。另外一顆“順風(fēng)” 的小衛(wèi)星由南京理工大學(xué)研制，2018年是周恩來(lái)總理誕辰120周年，為了緬懷偉人，這顆星被命名為“淮安號(hào)恩來(lái)星”。最后一顆星來(lái)自加拿大，雖然“個(gè)頭”很小，但這是時(shí)隔19年后，我國(guó)再次發(fā)射由北美洲國(guó)家研制的衛(wèi)星。

這6顆衛(wèi)星都是由民營(yíng)企業(yè)、高?；蛲鈬?guó)企業(yè)研制的，因此，這也是火箭院承攬的首次純商業(yè)發(fā)射。在此次發(fā)射中，火箭設(shè)計(jì)單位與客戶(hù)聯(lián)手，做了許多開(kāi)創(chuàng)性的工作，打通了商業(yè)發(fā)射全流程，在火箭院面向商業(yè)航天發(fā)射市場(chǎng)的征途中，具有里程碑的意義。

太空班車(chē)

太空班車(chē)是指在每年相對(duì)固定的時(shí)間和地點(diǎn)，像“班車(chē)”一樣同時(shí)搭載多顆衛(wèi)星，將其發(fā)射到不同的預(yù)定軌道，是一種多星多軌道發(fā)射方式。它適于發(fā)射皮納衛(wèi)星、微衛(wèi)星、迷你衛(wèi)星，易于被中小用戶(hù)所接受。中國(guó)長(zhǎng)征火箭公司將每年至少執(zhí)行1次太空班車(chē)發(fā)射，發(fā)射服務(wù)周期最短為90天，商業(yè)發(fā)射的服務(wù)價(jià)格比傳統(tǒng)發(fā)射服務(wù)價(jià)格低30%。

2018年12月29日，搭載著遠(yuǎn)征三號(hào)的長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心順利發(fā)射升空。10分鐘后，遠(yuǎn)征三號(hào)進(jìn)入預(yù)定軌道，在此后約4小時(shí)內(nèi)，經(jīng)過(guò)4次精確變軌，將兩組7顆衛(wèi)星（6顆云海二號(hào)衛(wèi)星和鴻雁星座首顆試驗(yàn)星）分別送入高度相差數(shù)百千米的預(yù)定軌道上。

遠(yuǎn)征三號(hào)在中國(guó)國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了將兩組衛(wèi)星部署到不同軌道上。遠(yuǎn)征三號(hào)多星發(fā)射上面級(jí)是一種介于運(yùn)載火箭與空間飛行器之間的新型運(yùn)載器，又被稱(chēng)為“太空巴士”，因?yàn)樗淮慰梢赃\(yùn)輸高矮、胖瘦各不相同的10名或更多乘客（衛(wèi)星）上太空，并可將這些乘客逐一運(yùn)送到不同軌道高度、相位的站點(diǎn)。

遠(yuǎn)征三號(hào)項(xiàng)目自2014年8月立項(xiàng)啟動(dòng)以來(lái)，先后突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，填補(bǔ)中國(guó)國(guó)內(nèi)異軌多星發(fā)射部署的空白，整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，其中20次以上的自主快速軌道機(jī)動(dòng)及部署能力是它最突出的特點(diǎn)。遠(yuǎn)征三號(hào)采用了結(jié)構(gòu)一體化、動(dòng)力主輔一體化、電氣一體化設(shè)計(jì)思路，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)48小時(shí)自主在軌飛行。

遠(yuǎn)征三號(hào)通過(guò)一次多星精確部署，延長(zhǎng)了衛(wèi)星使用壽命，大大降低衛(wèi)星發(fā)射成本，有助于滿(mǎn)足蓬勃發(fā)展的微小衛(wèi)星市場(chǎng)，增強(qiáng)衛(wèi)星快速發(fā)射及組網(wǎng)能力；其應(yīng)用實(shí)施，將推動(dòng)中國(guó)深空探測(cè)、在軌服務(wù)等空間技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。