“遠征三號”征 首次出征 實現異軌多星部署——解析“太空巴士”遠征三號上面級

2018年12月29日，在酒泉衛星衛星發射中心，長二丁火箭聯合首次出征的遠征三號上面級，將7顆衛星送上太空。至此，中國2018年宇航發射完美收官。

值得一提的是，長二丁火箭成功“迎接”了2018年，也順利“歡送”了2018年。去年年初，長二丁在太原衛星發射中心將兩顆高景一號衛星送上天，那是2018年中國宇航發射“開門紅”。

在此次發射中，與火箭搭檔的遠征三號上面級同樣引人注目。這是該型上面級的首次出征，在與火箭分離后約4小時內，它經過4次精確變軌，成功將兩組共7顆衛星分別送入高度相差數百公里的預定軌道上。

在全世界辭舊迎新的氣氛中，遠征三號順利完成“首秀”。

20次以上變軌能力 可實現異軌多星部署

遠征三號上面級可實現異軌多星部署任務，20次以上的自主快速軌道機動及部署能力是其最引人關注的特點。

“遠征三號”又名“多星發射上面級”。“這是一種介于運載火箭與空間飛行器之間的新型運載器，它具有靈活、快速、多用途等特點，在國內首次實現了將兩組衛星部署到不同軌道上?！边h征三號上面級總指揮談學軍介紹。

該型上面級由航天科技集團八院抓總研制。該項目自2014年8月立項啟動以來，先后突破了全自主高可靠控制技術等多項關鍵技術，填補國內異軌多星發射部署的空白，達到國際先進水平。

20次以上的自主快速軌道機動及部署能力是“遠征三號”最引人關注的特點。

按照常規發射方式，傳統火箭“一箭多星”只能把衛星放在一個軌道點位置上，因此，發射的軌道參數基本以主衛星需求為準，其他搭載衛星由于與主衛星軌道參數多少存在差異，星箭分離后通常需要利用自己攜帶的推進劑進行變軌，而有限的推進劑往往決定著衛星的運行壽命。

“遠征三號采用了結構一體化、動力主輔一體化、電氣一體化設計思路，可以實現連續48小時自主在軌飛行?！边h征三號總設計師姚建說，“‘太空巴士’還能實現較大角度的軌道傾斜角調整?！?/p>

通過多次精確變軌，“遠征三號”可以將各衛星送達理想軌道位置，很大程度上延長了衛星的使用壽命，有效提高了運載火箭的運載能力和任務適應性。此次任務上面級按照計劃完成21次點火，是國內在軌點火次數最多的上面級。

“智能化”的上面級 星座部署“精準化”

“遠征三號”可一次將10顆衛星準確放置在不同高度的軌道上，可滿足未來中低軌的中小型航天器多樣化任務需求。

“遠征三號”引以為傲的資本是，可以通過一次發射，將多顆衛星完成精準部署，這樣做的好處是節省了衛星自身的燃料，這在降低衛星發射成本、延長衛星工作壽命方面意義顯著。

引用業內一個簡單而貼切的比喻：“遠征三號”好比“太空巴士”，它一次可以運輸高矮胖瘦不同的10名甚至更多的“乘客”，并將這些“乘客”逐一運送到目的地，即便“乘客”的目的地各不相同。

“遠征三號的多軌道衛星發射及星座部署能力和它高度的智能化密不可分?！?05所遠征三號上面級主任設計師吳建桔說。

吳建桔介紹，“智能”主要體現在三個方面。首先是飛行軌跡的自主規劃能力?！斑h征三號”可以根據與火箭分離時的軌道狀態，在無地面干預的情況下，自主計算最優的飛行路徑，這使得它即便在入軌偏差較大的情況下，仍能保證后續任務順利開展，將衛星準確部署到位。

其次是飛行狀態的自主確定能力?！斑h征三號”可以在無地面測控支撐的條件下，全任務過程自主確定飛行軌跡和姿態，真正做到發射以后無人操控，實現軌道部署任務的自主完成。

再者是自主管理能力。面對在軌飛行過程中復雜的空間環境，“遠征三號”可以有效應對如GNSS接收機、星敏感器、控制計算機、伺服機構、主發動機等設備的異常情況，使“遠征三號”對整個飛行過程中故障診斷，故障源隔離和系統功能重構都能應對自如，保障飛行任務的高可靠完成。

“遠征三號”還有更為廣闊的應用空間。為滿足聯合國關于空間碎片減緩的要求，“遠征三號”完成任務后還可以實施主動離軌，在受控狀態下進入地球大氣層，最后燒毀殆盡。

此外，“遠征三號”的應用實施，將推動我國深空探測、在軌服務等空間技術領域的發展。同時，通過參與國際商業發射市場，助推我國航天領域產業化、市場化的步伐。

來源：中國航天報