太空三车
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当前,中国航天已步入“商用时代”,包括商业火箭发射、微小卫星、商业遥感等都将成为航天技术商用的热点。中国长征火箭公司依托中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)在航天发射领域的突出优势,根据客户的不同需求,推出的“太空三车”(太空专车、太空顺风车、太空班车)计划,将在发射服务、空间资源利用方面为广大消费者提供个性化产品与服务,打造一个开放、共享的商业航天生态圈。这种发射卫星的模式,也是世界航天大国商业发射卫星的模式,具有普遍性。
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长征十一号火箭
太空专车
太空专车是指依据客户指定的轨道及时间要求,专门为商业用户安排一次火箭发射,且根据用户需求提供定制服务,为用户提供最优搭乘选择,如量身设计星箭接口、分离方式等。它可提供从100千克到1000千克的专属快速发射服务。
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2018年4月26日,我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号固体运载火箭,采用“一箭五星”的方式,成功将珠海一号02组卫星发射升空,卫星成功地进入预定轨道。此次长征十一号的太空专车服务,是我国星座组网同一轨道面发射卫星数量最多的一次。
珠海一号是由珠海欧比特宇航科技股份有限公司投资的商业遥感卫星星座,建成后将为全球农林牧渔、水土资源、环境保护、交通运输、智慧城市、现代金融等行业提供卫星大数据服务。
珠海一号是由34颗卫星组成的卫星星座,包括视频卫星、高光谱卫星、雷达卫星、高分光学卫星和红外卫星。该公司已与火箭院签订2次10颗卫星的发射合同 。
从珠海一号星座建设规划初期开始,长征十一号火箭研制团队就积极介入,与用户联合设计、攻关,充分利用火箭的运载能力和空间包络,克服了空间有限、光学载荷对连接界面冲击环境要求苛刻等难题,最终实现“小身板、大容量”的“一箭五星”布局。
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除了让“乘客”乘坐舒適,还要让它们安全有序地下车。5颗卫星能否在指定区域有序释放,火箭的多星分离控制装置将发挥“指挥官”作用。火箭院团队研制了多星分离控制装置,可发出28路不同分离信号,满足多样化的一箭多星发射需求。
为什么欧比特公司会选中火箭院的长征十一号火箭发射他们的珠海一号卫星星座呢?这是因为长征十一号火箭是一种固体运载火箭,它具有快速、便捷、灵活、经济的优势,特别适合小型卫星及星座组网发射。其优势表现在以下几方面:
1.发射准备的时间短 由于长征十一号火箭的固体燃料提前填充在火箭内,可长期贮存,免去发射前燃料加注等流程,它的发射准备时间可由液体火箭的以“月”计算缩短至数天,最快甚至能达到24小时以内,是世界上发射准备时间最短的运载火箭之一,并具备密集组网发射能力。
2.火箭机动发射能力强 长征十一号火箭块头虽小,能力可不小。它的箭体直径仅2米,但强大的固体燃料发动机能提供约120吨的起飞推力,低轨道运载能力达到700千克,能一次把多颗卫星送上天。它能在公路、简易场坪以及海上实施全天候发射,在应对自然灾害、突发事件等应急发射任务中具有巨大优势,在商业航天领域也有很强竞争力。
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3.可靠性高 长征十一号火箭的4次发射全部取得圆满成功,均实现飞行过程零问题、入轨精度百米级。火箭愈加成熟、可靠,发射服务也将更加便捷、灵活,能够有效满足我国商业航天小卫星大规模高密度组网的发射需求。
随着科学实验卫星和商业卫星的蓬勃发展,“小块头”“高效率”的卫星发射需求越来越多,快速、灵活的长征十一号火箭将会成为越来越多科学实验卫星和商业卫星发射的首选,长征十一号火箭研制团队也正在进一步挖掘火箭的潜力。
太空顺风车
太空顺风车是根据发射主任务的剩余运载能力,为用户提供在指定时间、指定轨道的发射服务,适于发射从皮纳卫星到大卫星的各种载荷。
2018年1月19日,长征十一号火箭以“一箭六星”的方式完成首次全商业发射任务,这是我国固体运载火箭首次向国际用户提供发射服务。由于6颗卫星来自不同用户,因此这次发射算是“顺风车”服务。
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此次发射的卫星包括两颗主星和4颗搭载小卫星。两颗主星是来自长光卫星技术有限公司的吉林一号卫星,主要开展高空间分辨率视频成像技术应用,简单地说,就是能在太空拍高清视频,为经济生活服务。此次“顺风”搭载的4颗卫星中有两颗小卫星来自天仪研究院。2017年,火箭院与天仪研究院签订战略合作协议,将为该公司发射30颗卫星,这次发射的两颗卫星是30颗卫星“大单”中的首发星。另外一颗“顺风” 的小卫星由南京理工大学研制,2018年是周恩来总理诞辰120周年,为了缅怀伟人,这颗星被命名为“淮安号恩来星”。最后一颗星来自加拿大,虽然“个头”很小,但这是时隔19年后,我国再次发射由北美洲国家研制的卫星。
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远征三号效果图
这6颗卫星都是由民营企业、高校或外国企业研制的,因此,这也是火箭院承揽的首次纯商业发射。在此次发射中,火箭设计单位与客户联手,做了许多开创性的工作,打通了商业发射全流程,在火箭院面向商业航天发射市场的征途中,具有里程碑的意义。
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太空班车
太空班车是指在每年相对固定的时间和地点,像“班车”一样同时搭载多颗卫星,将其发射到不同的预定轨道,是一种多星多轨道发射方式。它适于发射皮纳卫星、微卫星、迷你卫星,易于被中小用户所接受。中国长征火箭公司将每年至少执行1次太空班车发射,发射服务周期最短为90天,商业发射的服务价格比传统发射服务价格低30%。
2018年12月29日,搭载着远征三号的长征二号丁运载火箭,在酒泉卫星发射中心顺利发射升空。10分钟后,远征三号进入预定轨道,在此后约4小时内,经过4次精确变轨,将两组7颗卫星(6颗云海二号卫星和鸿雁星座首颗试验星)分别送入高度相差数百千米的预定轨道上。
远征三号在中国国内首次实现了将两组卫星部署到不同轨道上。远征三号多星发射上面级是一种介于运载火箭与空间飞行器之间的新型运载器,又被称为“太空巴士”,因为它一次可以运输高矮、胖瘦各不相同的10名或更多乘客(卫星)上太空,并可将这些乘客逐一运送到不同轨道高度、相位的站点。
远征三号项目自2014年8月立项启动以来,先后突破多项关键技术,填补中国国内异轨多星发射部署的空白,整体达到国际先进水平,其中20次以上的自主快速轨道机动及部署能力是它最突出的特点。远征三号采用了结构一体化、动力主辅一体化、电气一体化设计思路,从而实现连续48小时自主在轨飞行。
远征三号通过一次多星精确部署,延长了卫星使用寿命,大大降低卫星发射成本,有助于满足蓬勃发展的微小卫星市场,增强卫星快速发射及组网能力;其应用实施,将推动中国深空探测、在轨服务等空间技术领域的发展。, http://www.100md.com(沈羡云)