中國航天再破記錄，“一箭多星”技術更上一層樓

蘭順正：遠望智庫特約研究員、中國指揮與控制學會會員

6月15日13時30分，“長征二號”丁遙八十八運載火箭在太原發射中心成功將“吉林一號”高分06A星等41顆衛星準確送入預定軌道，刷新了我國一次發射衛星數量最多的紀錄。

眾所周知，借助運載火箭發射升空到達預定軌道是衛星在太空中執行任務的前提條件。早期的衛星發射均采用“一箭一星”方式，將衛星送入預定軌道。隨著衛星空間任務的不斷深化和需求增多，出現了“一箭雙星”“一箭多星”方式。

“一箭多星”發射是未來航天技術發展的一個重要方向，具有多種優點。由于衛星在設計時的重量不可能恰好與運載火箭的運載能力一致，因此傳統“一箭一星”方式會造成運載能力的浪費。采用“一箭多星”方式，可以根據剩余運載能力合理選擇搭載對象，增加發射機會，提高運載火箭效益，這對于商業化運作的火箭來說尤為重要。

對于衛星研制單位來說，采用“一箭多星”搭載或共同發射的方式能顯著降低發射成本。尤其是對于微小衛星和微納衛星，它們通常不可能作為單獨發射的主載荷，只能作為其他發射任務的搭載載荷入軌，而“一箭多星”方式為這些衛星的發射敞開了大門。

另外一些空間科學試驗與探測任務，如太陽探測、彗星探測、空間引力波測量、地球磁場測量等，需要多顆具有相同或近似軌道特性的衛星組網或編隊并構成多基線，才能實現，如果采用常規的“一箭一星”發射方式，可能需要幾個月甚至幾年時間才能完成整個星座的組網。采用“一箭多星”發射方式，對于小星座來說一次發射就能完成組網。

目前，多星發射的方式主要有兩大類。一類是規模相當的多顆衛星一次發射，如衛星星座中的導航、通信衛星等，每顆衛星的質量、尺寸基本一樣。另一類是搭載發射，在多顆衛星中，一顆是主任務衛星，其他幾顆微納衛星為搭載衛星。

隨著“一箭多星”發射任務的增加，為提高搭載效率和減小分離沖擊，各國積極研制新型的多星分配器。美國的“改進型一次性運載火箭次級有效載荷分配器”（ESPA）為筒形結構，下端面為其與運載火箭或上面級的接口，上端面為主任務衛星接口，側壁布有多個小衛星接口。這種分配器及多星發射布局設計極大程度減小了次級有效載荷對主任務衛星的影響，合理利用了多星分配器及整流罩內的空間。

全球最早實現“一箭多星”的國家是美國。1960年美國首次用一枚火箭發射了兩顆衛星，1961年又實現了“一箭三星”。接著，蘇聯多次用一枚火箭發射八顆衛星，歐洲航天局也掌握了這種技術。中國在1981年9月成功使用一枚“風暴一號”運載火箭將一組三顆“實踐二號”衛星送入軌道，成為第四個獨立掌握“一箭多星”技術的國家。

20世紀90年代以來，中國多次采用“長征2”“長征4”系列火箭進行“一箭雙星”發射，如1992年10月的返回式衛星二號（瑞典星）、1999年5月的“風云一號”“實踐五號”、2002年5月的“風云一號D”“海洋一號”，等等。

近年來，中國的“一箭多星”技術發展迅速。2022年2月，搭載了22顆衛星的“長征八號”運載火箭在文昌航天發射場成功發射，創造了當時中國“一箭多星”發射的最高紀錄。2023年6月7日，“力箭一號”運載火箭在酒泉衛星發射中心以“一箭26星”方式將試驗衛星送入預定軌道。

此次“一箭41星”再次刷新記錄，使用的“長征二號丁”運載火箭是由中國航天科技集團有限公司八院抓總研制的常溫液體兩級運載火箭，700公里太陽同步軌道運載能力為1.3噸，具備發射不同軌道要求的單星、多星的能力。而本次發射的41顆衛星由長光衛星技術股份有限公司研制，可獲取高空間分辨率對地觀測遙感影像，為用戶提供業態分析、區域普查等遙感信息服務，同時為國土資源、礦產開發、智慧城市建設等行業提供遙感數據服務。

相關報道指出，“長二丁”火箭研制隊伍根據衛星結構和任務需求優化了布局，4米高的多星適配器分成上下兩個中心承力筒，38顆衛星繞中心承力筒按列布置，保證了星與星之間的安全距離。在支承艙上開辟出三個“專座”，讓41顆衛星全部“上車”。為了能讓所有衛星順利釋放入軌，科研團隊將多星適配器上的38顆衛星每一層分為一組，共六組；下方支承艙上的三顆作為第七組，衛星按組進行依次分離。火箭還配套了10個反推裝置，通過開啟反推裝置拉開每組衛星之間的距離，增加了分離安全性。