印成功發(fā)射“一箭104星” 一箭多星優(yōu)勢難點(diǎn)在哪

資料圖：印度發(fā)射運(yùn)載火箭

據(jù)《印度斯坦時(shí)報(bào)》2月15日報(bào)道，印度已發(fā)射攜帶104顆衛(wèi)星的火箭。

據(jù)稱，火箭與印度時(shí)間上午9時(shí)28分發(fā)射，目前火箭狀態(tài)一切正常。

據(jù)此前消息，印度航天部門于15日通過運(yùn)載火箭一次性發(fā)射104顆衛(wèi)星，若取得成功，將是一個(gè)“創(chuàng)紀(jì)錄的驚人壯舉”。此前的紀(jì)錄保持者是俄羅斯2014年創(chuàng)造的“一箭37星”，而中國和印度此前都發(fā)過“一箭20星”。

哪些國家做到一箭多星？

2008年4月，印度一箭10星，創(chuàng)造亞洲紀(jì)錄。

2009年9月，印度一箭7星。

2013年2月25日，印度航天部門利用一枚PSLV-C20極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭，再次一箭7星。

2015年9月20日，中國用長征六號火箭將一箭20星發(fā)射入軌，創(chuàng)造了國內(nèi)單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量之最，也奪得亞洲記錄。

2016年6月22日，印度利用PSLV-C34極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭火箭將20顆衛(wèi)星送入太空，追平一年前中國創(chuàng)造的亞洲記錄。

延伸閱讀：

航天強(qiáng)國一箭多星你追我趕、屢破記錄

我們梳理一下，近年來一箭多星的發(fā)射記錄。

首先是美俄。

2013年11月19日，美國宇航局發(fā)射過一箭29星。

2013年11月21日，美國一箭29星僅僅兩天后，俄羅斯實(shí)現(xiàn)一箭32星(其中的一顆意大利衛(wèi)星采用子母模式，在入軌一個(gè)月后，將釋放出其攜帶的多顆子衛(wèi)星，從而使發(fā)射載荷總數(shù)達(dá)到32個(gè))。

2014年6月20日，俄羅斯創(chuàng)造一箭37星的記錄。33顆衛(wèi)星以精確的30秒時(shí)間間隔在軌相繼部署，避免了碰撞，另有1個(gè)裝載了4顆衛(wèi)星的母體航天器也被部署，并在隨后不久釋放了4顆衛(wèi)星。

然后是亞洲的中印。

2007年，印度完成一箭4星，創(chuàng)亞洲記錄

2008年4月，印度一箭10星，再創(chuàng)亞洲紀(jì)錄。

2009年9月，印度一箭7星。

2013年2月25日，印度航天部門利用一枚PSLV-C20極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭，再次一箭7星。

2013年4月26日，中國長征二號丁火箭將“高分一號”對地觀測衛(wèi)星和其他3顆衛(wèi)星分別送入不同軌道，實(shí)現(xiàn)一箭4星。

2015年9月20日，中國用長征六號火箭實(shí)現(xiàn)一箭20星，創(chuàng)造了國內(nèi)單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量之最，當(dāng)時(shí)也奪得亞洲記錄。

2016年6月22日，印度利用PSLV-C34極地衛(wèi)星運(yùn)載火箭火箭將20顆衛(wèi)星送入太空，追平不到一年前中國創(chuàng)造的亞洲記錄。

一箭多星技術(shù)難在哪？

目前，掌握“一箭多星”技術(shù)的國家和組織并不多，僅有美俄歐中印，還有一個(gè)日本，據(jù)說也掌握。印度此次發(fā)射如果完全成功，標(biāo)志著印度繼成功完成火星軌道探測器發(fā)射任務(wù)后進(jìn)一步增強(qiáng)了太空技能。

此次一箭104星(最大的730公斤，最小的5公斤)的挑戰(zhàn)在于，不到600秒內(nèi)，101顆外國衛(wèi)星將以每小時(shí)2.7萬公里的迅猛速度被送入天空——相當(dāng)于客機(jī)平均速度的40倍，按順序依次序發(fā)射，使它們不相互干擾并進(jìn)入各自單獨(dú)的軌道，正如印度專家所言，在近乎零重力的情況下，這么多衛(wèi)星避免互相爭搶和推推搡搡，并不容易。

“一箭多星”可以充分利用運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力余量，經(jīng)濟(jì)便捷地將衛(wèi)星送入地球軌道，為衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)提供多種選擇模式，對微小衛(wèi)星的發(fā)展而言尤其重要。用一枚運(yùn)載火箭發(fā)射多顆衛(wèi)星，按入軌模式可分為兩大類：一類是把一批衛(wèi)星送入基本相同的軌道，當(dāng)火箭抵達(dá)預(yù)定軌道后，所有的衛(wèi)星就像天女散花一樣被釋放出去，我們可形象的稱之為“天女散花”;另一類則是把多顆衛(wèi)星分別送入不同參數(shù)的軌道，通常需要專門的分配器，印度此次一箭104星應(yīng)該就采用這種模式。兩種入軌模式都需要火箭多星發(fā)射裝置的規(guī)格化、集成化，便于星與箭的便捷結(jié)合。

以2015年9月20日中國長征六號一箭20星為例，采用的就是“天女散花”方式。該火箭副總設(shè)計(jì)師周遇仁透露，光是要在有限的整流罩空間內(nèi)安置下20顆小衛(wèi)星就相當(dāng)不容易，這些衛(wèi)星被分成3層，像金字塔般分別排列，最底層安放5顆主星，其中2顆主星各自抱著2顆子星;中間層有4顆主星，其中1顆主星的懷中抱著5顆子星，最上面一層則是1顆主星抱著1顆子星。

對于“天女散花”這種釋放方式，還需要解決的關(guān)鍵技術(shù)是防止大量衛(wèi)星釋放時(shí)的碰撞問題。中國長征六號一箭20星采用的新火箭，創(chuàng)造性地采用支承艙+多星分配器的布局方式，確保衛(wèi)星分離速度、方向各不相同，保證分離的安全性。10顆主星按照一、二、三層依次釋放，第三層的5顆主星分2次釋放，另外10顆子星擇機(jī)釋放。此外，火箭末級還可以高精度調(diào)姿和實(shí)現(xiàn)正推軌道控制。

當(dāng)然，隨著小衛(wèi)星技術(shù)以及“一箭多星”發(fā)射的不斷提高，人類進(jìn)入太空的門檻越來越低，一些小國、企業(yè)，甚至學(xué)校都可以發(fā)射小衛(wèi)星。印度此次火箭搭載的大多是很小的衛(wèi)星，功能不強(qiáng)、壽命不長，主要用于對地觀測和科技試驗(yàn)等，所以，說印度此次發(fā)射是對“制造太空垃圾做出重大貢獻(xiàn)”，也不為過。

因此，印度此次一箭104星，確實(shí)創(chuàng)造了世界紀(jì)錄，但這只是一箭多星技術(shù)的量變過程，并不是實(shí)現(xiàn)人類衛(wèi)星發(fā)射技術(shù)的質(zhì)變突破，并不值得過分拔高。中國航天從發(fā)展伊始就穩(wěn)扎穩(wěn)打，并不過于追求所謂“世界第一、人類記錄”等華麗的展示，近些年，中國航天發(fā)射亮點(diǎn)頻出，尤其是大推力運(yùn)載火箭的進(jìn)程有目共睹，我們對中國航天信心十足。而印度專家自己也承認(rèn)，“對于重型運(yùn)載火箭，我們?nèi)匀狈ο駱拥脑O(shè)備。”

印度航天的價(jià)格成本優(yōu)勢有多大？

近年來各國紛紛加入“一箭多星”競爭中，目的并非完全是為炫耀火箭技術(shù)，更多是爭奪市場這塊“大蛋糕”。目前，衛(wèi)星研制小型化、模塊化、集成化是國際衛(wèi)星研制的基本趨勢之一。有航天專家表示，鑒于衛(wèi)星在日常生活中的作用日益顯著，越來越多的私人公司、大學(xué)等機(jī)構(gòu)也有意參與衛(wèi)星研制，其中技術(shù)門檻低的微小衛(wèi)星備受青睞。與大衛(wèi)星相比，單顆小衛(wèi)星的功能相對較低，但用多顆小衛(wèi)星組合起來合作完成某項(xiàng)特定任務(wù)，性價(jià)比可能更高。

然而擺在小衛(wèi)星面前的一個(gè)重要難題是單獨(dú)發(fā)射的成本過高。“一箭多星”能分?jǐn)偘l(fā)射成本，這為小衛(wèi)星的高速發(fā)展擺平了最后一道障礙。每次發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量越多，單顆衛(wèi)星的花費(fèi)就越低，如果有批量化運(yùn)載火箭的訂單，火箭的研制成本還會更低。此外，由于發(fā)射低軌衛(wèi)星的運(yùn)載火箭比高軌衛(wèi)星的火箭便宜，而小衛(wèi)星一般采用500公里以下高度的軌道，這也為進(jìn)一步降低小衛(wèi)星的發(fā)射成本指明了方向。

航天發(fā)射除了能夠提升民族精神層面的信心和雄心，提升國家戰(zhàn)略地位之外，還可以轉(zhuǎn)化為“切實(shí)的經(jīng)濟(jì)利益”，爭搶豐厚商業(yè)利潤。根據(jù)政府?dāng)?shù)據(jù)，迄今印度已為21個(gè)國家發(fā)射了79顆衛(wèi)星，包括來自大公司谷歌和空客的衛(wèi)星，這為印度帶來至少1.57億美元的收入。美國CNN提及，近年來美國的私人公司發(fā)現(xiàn)，委托印度發(fā)射航天器確實(shí)便宜。比如，印度首顆火星探測器發(fā)射耗資7400萬美元，比好萊塢太空科幻大片《地心引力》的制作費(fèi)還要低1億美元。印度航天發(fā)射的“低成本”部分原因固然在于擁有工程師等人力成本較低的優(yōu)勢，更有來自印度政府層面的大力支持，無論是預(yù)算資金支持，還是各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)便利。

印度航天的實(shí)力還表現(xiàn)在火星探測方面

實(shí)際上，關(guān)于印度航天事業(yè)，令世界刮目相看的是在火星探測方面的成績。印度于2013年，2014年進(jìn)入環(huán)火星軌道并工作至今，印度由此成為全球首個(gè)首次發(fā)射火星探測器就獲得成功的國家，那顆探測器也是亞洲首個(gè)成功抵達(dá)火星的探測器。印度的火星登陸計(jì)劃定于2021-2022年，很可能派遣機(jī)器人登陸火星表面，而首次金星任務(wù)可能是環(huán)繞飛行的勘測計(jì)劃。