文章图片
长征八号遥二运载火箭发射现场 。屠海超摄/光明图片
2022年2月27日，由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院（以下简称“火箭院”）抓总研制的长征八号遥二运载火箭（以下简称“长八遥二”火箭），在中国文昌航天发射场点火起飞，将22颗卫星分别顺利送入预定轨道，发射任务取得圆满成功，创造了我国一箭多星发射的最高纪录 。
“本次发射的22颗卫星总计完成12次分离动作，在此过程中，长八火箭宛如跳了一出‘芭蕾’，而22颗星的释放就如‘天女散花’一般 。”火箭院长八火箭副总指挥段保成如此比喻道 。
怎样在有限的整流罩空间内装下这么多“乘客”？又如何让每位“乘客”既坐得舒服，又能安全、准确地下车？让我们来看看长八火箭团队给出的高超解决方案吧！
为每颗卫星安排舒适的“座位”
一次将这么多卫星安全顺利送达目的地，首先要解决“乘客们”在整流罩内的布局问题 。研制人员充分梳理卫星的结构形式和任务需求，创新设计了一款“三层多星分配器”，可以在有限的整流罩空间内，为每颗卫星安排一个舒适的“座位”，并保证卫星在不同方向的分离足够安全 。
“由于每颗卫星形状各异，且有多个卫星尺寸较大，所以在最初布局时，我们首先考虑的是如何有效利用整流罩内的空间包络 。”据火箭院长八火箭副主任设计师陈晓飞介绍，“三层式多星分配器”从下到上分别由锥形支架、中心承力筒和圆盘平台组成 。其中，锥形支架搭载2颗卫星，中心承力筒搭载14颗卫星，圆盘平台搭载6颗卫星，完美将22颗卫星装进整流罩中 。
分批次“下车”更安全
22颗卫星，分离时或进入预定轨道飞行时，会不会发生碰撞？“座椅”有了，要让这些“乘客”安全准确地“下车”，团队还要考虑很多问题 。
火箭院长八火箭总体副主任设计师于龙强调，卫星到天上后要离开箭体，在此过程中，卫星的动力源和解锁方式会有一些偏差，而不是想象中的静态安装位置在哪里，分离过程中就一定在这个范围内不晃荡——“某些时候，这些小偏差会使卫星之间的距离缩小，威胁到箭体安全” 。根据卫星的不同分离机构，研制人员结合实际卫星布局位置，对所有的箭体和卫星偏差进行多轮仿真计算，让各个卫星在近场分离过程中保留一定的动态间隙，以保证安全性 。
此外，卫星数量越多，分离出去后在轨道飞行时碰撞的风险就越大，远场分离安全性也是研制人员需要考虑的重点 。
“22颗卫星加上一个火箭末级，就是23个分离体 。为了保证它们彼此之间分离的安全性，我们通过计算分析和长周期仿真、观察、考核，最终决定采取12次分离动作，将22颗卫星逐步分离出去，并通过调整末级箭体的姿态和不同卫星的分离方向，确保各个卫星近远场安全，让22颗卫星安心‘下车’ 。”火箭院长八火箭轨道设计师李静琳说 。
然而，要对23个分离体两两之间的相对距离进行分析，计算量相当大 。同时，在火箭调姿过程中，为满足天基可见的要求，还要保证调姿角度不能过大，这给研制人员增加了不小难度 。
不过，“逢山开路，遇水架桥”，团队专门研制了一个多星远场分析工具 。“通过一次仿真，就可以自动完成23个分离体各自的速度、位置计算，以及两两之间相对位置的计算，不仅大大提高了计算效率，而且提高了远场分析的准确性 。”李静琳透露 。
共享火箭“拼车”新模式
推荐阅读
- 双基地|双星共舞，观天测地有绝招
- 热核|探秘宇宙“化工厂” 求解地球“碳亏损”
- 西电一号|“西电一号”卫星发射成功
- 探测|我国成功发射陆地探测一号01组B星
- 最高纪录|一箭二十二星成功发射！长征八号遥二火箭创我国一箭多星最高纪录
- 星空吐司的做法（星空吐司怎么做）
- 海星晒干后怎么去腥味（海星晒干后如何去腥味）
- 海星是不是食肉动物（海星是食肉动物吗）
- 海星煲汤放什么材料（海星煲汤可以放什么材料）
- 星垂平野阔月涌大江流是什么意思?（星垂平野阔月涌大江流意思是什么意思）