【环球时报记者 樊巍 环球时报特约记者 史悦】编者的话：2022年2月27日11时02分，我国在海南文昌航天发射场，运用长征八号遥二运载火箭将22颗卫星分别顺利送入预定轨道。此次发射任务取得圆满成功，并创造了我国一箭多星发射新的历史纪录。此前，我国一箭多星的发射纪录由长征六号运载火箭创造，2015年9月20日，该型号火箭成功将20颗微小卫星送入太空。
新构型创造新纪录
值得一提的是，刷新此次中国一箭多星历史纪录的长征八号遥二运载火箭，也是该型号火箭不带助推器的新构型首飞。长征八号火箭副主任设计师陈晓飞告诉《环球时报》记者，与遥一火箭相比，长征八号遥二火箭外形最大的区别就是取消了两个助推器，从两级半构型变成了两级串联构型。这也是该型火箭瞄准未来发射市场需求而专门打造的一型火箭。
据了解，于2020年12月成功首飞的长征八号火箭是我国新一代主力中型运载火箭，该型火箭填补了我国太阳同步轨道运载能力3吨至4.5吨的能力空白，可以承担我国80%以上的中低轨发射任务。此次无助推的“光杆”型长征八号遥二运载火箭，运载能力就达到3吨。火箭的整流罩高度也从8米缩短到5.4米，使得全箭关键部位的受载降低了。这样一来，火箭发射的放行条件可以适当放宽，有利于提高任务的发射概率，从而进一步提升火箭的任务适应性。
长征八号运载火箭项目办技术负责人胡辉彪介绍称，新构型的“光杆”型长征八号运载火箭的成功发射实现了“一举多得”的目标。首先是在长征八号火箭设计之初，就已经兼顾有助推器和没有助推器两种状态，这次任务则检验无助推新构型的正确性、协调性和匹配性，对开拓中型主力火箭市场具有重要意义。其次是长征八号遥二火箭虽然一箭22星，但载荷总计只有不到2吨，“光杆”新构型的能力在3吨级，完全能够满足载荷要求。再者是这次发射任务的时间紧张，减少两个助推器，让研制周期缩短、研制成本降低。最后是发射任务的成功为长征八号火箭积累成功子样，推动型号走向成熟，为后续进入航天发射主战场打好基础，提升长征八号在商业航天领域的主动权。
据《环球时报》记者了解，目前，长征八号运载火箭总装的最快时间是23天，但在总装完成之后需要从位于天津的总装厂房海运至海南文昌发射场，再对火箭进行火工品安装、单元测试等工作，整个周期较长。但如果在海南文昌发射场旁就近建设新的总装测试厂房，把火箭发射场测试和出厂测试合二为一，火箭在完成总装、测试后直接能转运到发射塔架准备发射，就能节省一系列测试、检查、转运的步骤，极大压缩火箭在发射场的周期。
经过火箭研制团队的努力，目前这一构想正在实现，火箭研制人员告诉《环球时报》记者，目前海南总装测试厂房已进入施工建设阶段，火箭发射工位也正在论证过程中。未来，长征八号运载火箭7天就能实现一次发射，一年就可发射50发。
数量越多越厉害吗
一箭多星发射技术难度很高，目前世界上只有美国、俄罗斯、中国、印度、日本、欧洲航天局等掌握。不过搭载卫星数量的多少并不是评判一箭多星发射任务技术含量高低的唯一标准。
1960年，美国首次用一枚火箭发射了2颗卫星，一年后实现一箭三星。随后，苏联、欧洲航天局也掌握了这种发射技术。我国于1981年用风暴一号运载火箭将3颗实践二号卫星送入轨道，成为第四个独立掌握一箭多星发射技术的国家。
但是不是一次发射的卫星越多就越厉害呢？一位不愿具名的商业卫星从业人士告诉《环球时报》记者，此前，美国太空探索技术公司的“猎鹰9号”火箭曾创下一次发射60颗“星链”卫星的纪录，在数量上远超此次长征八号的一箭22星，但这并不意味着，美国的“一箭60星”比我国的“一箭22星”难度更大、技术更先进。该业内人士称，长征八号遥二任务所搭载的22颗卫星分属7家不同的卫星制造商，每一家的卫星体积、尺寸、重量都存在较大差异，因此长征八号火箭研制方专门设计了三层式多星分配器结构，每颗卫星根据自身匹配的包带接口选择相应的装箭位置。分离时需要根据每颗卫星的分离方式，结合任务需求等多种因素，二子级会在偏航和俯仰角上作出相应的调整，分12次将22颗卫星依次部署入轨。而且还要保证这22颗卫星不能在分离时发生互相干涉，分离后不会发生碰撞，这对二子级的入轨调姿提出很高的要求。
相比之下，“星链”卫星全部采用平板状的设计，因此可以沿一种竖直的特殊锁定装置分层堆叠排列。当“猎鹰9号”二级飞至预定轨道高度时，由特殊锁定装置释放数十颗卫星组合体，每颗卫星依靠自旋的微小速度差，每隔一段时间便自然分离并逐渐散开，“这也就是天文爱好者曾在观测‘星链’卫星飞行时，看到卫星编队以相同间隔的方式从夜空中飞过的原因”。
一箭22星如何实现
一次发射要将22颗大小、规格不一的卫星安全顺利地送达预定轨道，这一历史纪录究竟是如何实现的？
中国运载火箭技术研究院长征八号运载火箭副总指挥段保成告诉《环球时报》记者，若想达成这一目标，首先要解决22名“乘客”在直径为4.2米的整流罩空间内的布局问题。
长征八号火箭副主任设计师陈晓飞介绍称，一箭发射22颗卫星在国内前所未有。由于每颗卫星形状各异，且有多个卫星尺寸较大，所以在最开始进行布局的时候，优先考虑如何有效利用整流罩内空间包络。
设计团队结合任务需求对传统的卫星结构进行梳理，最后设计出新的“三层式多星分配器”，为“乘客”提供三层“座椅”。“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，最终完美将22颗卫星装进整流罩中。而在解决上车“乘坐”后，22颗卫星的顺利“下车”成为研制团队新的考虑方向。长征八号火箭总体副主任设计师于龙介绍称，为了避免这22颗卫星在与火箭分离时出现碰撞的情况，设计团队根据卫星不同的分离机构，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，让各卫星之间保留一定的近场分离过程中的动态间隙，从而保证近场分离安全性。
此外，由于卫星数量多，卫星在分离出去后进入轨道飞行时也存在碰撞的风险，因此远场分离的安全性也是设计人员需要考虑的重点。长征八号火箭轨道设计师李静琳告诉《环球时报》记者，22颗卫星加上一个火箭末级就是23个分离体，为了保证彼此之间分离的安全性，设计团队计算分析每一颗卫星运行的轨道参数，对23个分离体两两之间的相对距离进行长周期的仿真、观察和考核，并根据卫星布局，设计分离方案，最终采取12次分离动作，依次将22颗卫星逐步分离出去，并通过不断调整末级箭体的姿态，实现不同卫星的分离方向调整，确保各个卫星近远场安全，让22颗卫星安心“下车”。
“本次任务一共需完成22星分离，共计完成12次分离动作，创造了中国航天的新纪录。可以说星箭分离中长征八号火箭宛如跳了一场‘芭蕾’，最终22颗星的释放就如‘天女散花’一般。”段保成介绍称。
