北斗三号缘何点火4小时后才“发射成功”

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2017-11-13 01:38:14

北京时间11月5日19时45分,“北斗三号”所乘坐的“长征三号乙”运载火箭已经点火,但直到4个多小时以后,整个任务才宣布成功,那时已经接近11月6日凌晨零时。

北斗三号卫星的首次发射,标志着中国北斗卫星导航系统步入全球组网新时代(图源:新华社)

就某次航天任务而言,从火箭点火,到宣布任务成功往往要等上一段时间。这个时间的长短,很大程度上和卫星所在的轨道高低有关,比如高轨道自然要飞得久一些,低轨道飞行相对要省“油”一些,快一些。

公开报道显示,“北斗三号”首发的两颗卫星是地球中圆轨道,并非围绕地球的最高轨道,却为何如此“耗时”?

原因在火箭身上。

据陆媒《中国青年报》11月13日报道,事实上,这一次,“北斗三号”卫星乘坐“长征三号乙”运载火箭的时间只有半个小时左右,剩下的时间,则都交给了一个名为“远征一号”的上面级,后者接力,经过3个多小时的奔波,将“北斗三号”卫星送入目标轨道,才得以完成发射任务。

“上面级”和火箭一样,也是一种运载工具,简单说即是在原有三子级火箭上面,增加相对独立的一级,形成“四级火箭”。

“上面级”功能类似于机场的“摆渡车”,后者将乘客送往不同目的地,上面级则先后将不同的卫星直接送到工作轨道。“上面级”因此又被称为“太空摆渡车”。当然,它执行的往往是中高轨航天器发射任务。

据了解,由中国航天科技集团一院研制的“远征一号”上面级于2015年3月31日成功首飞。这一次,是“远征一号”上面级第4次执行发射飞行任务。

此前,在没有“太空摆渡车”时,运载火箭把卫星送入“转移轨道”后,卫星要通过自身变轨到达工作轨道。

中国航天科技集团一院长征三号甲系列火箭副总设计师叶成敏介绍,这个过程需要消耗“数吨”燃料,飞行“数天”。而“太空摆渡车”,“接力”火箭飞行后,仅用几个小时就能把卫星送入工作轨道。

从这个角度来看,4个多小时后即迎来“发射成功”,已是比较快的了。

这也是国际通行的做法。截至目前,世界航天大国先后研发的此类运载器达数十种之多,如美国的“半人马座”、俄罗斯“微风”和“护卫舰”,都是著名的“上面级”。

毕竟,这样的上面级不仅能减轻卫星自重、减少卫星的燃料消耗、延长卫星使用寿命,还能增强运载火箭的任务适应性。

中国自上世纪80年代末开始着手研制“上面级”,不过此前均为满足某一单一任务而研制,这些运载器对于更多发射任务适应性较弱。而“远征一号”通用性很强,能多次点火启动,可满足不同任务需求。

叶成敏表示,“上面级”也是未来“北斗三号”卫星全球组网的主要发射方式。

他还透露,到2018年,“太空摆渡车”有望新添成员——“远征一号乙”上面级。这是上面级中的商业化版本,届时将与“长征二号丙”运载火箭组合,执行太阳同步轨道发射任务。

编辑:宫叶

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