一箭22星！中国航天打破历史纪录

　　中青报中青网记者邱晨辉
　　2月27日11时许，伴随着一阵山呼海啸般的巨响，长征八号遥二运载火箭搭载着22颗卫星，在我国文昌航天发射场一飞冲天，创造了我国一箭多星即单次发射卫星数量最多的纪录。
　　发射前进行总装的长征八号遥二运载火箭。中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院供图
　　屠海超摄
　　一箭多星极大压减发射成本意义重大
　　所谓一箭多星，是指一枚运载火箭同时或先后将多枚卫星送入预定轨道的技术。与传统的单星发射相比，能够更充分地利用火箭运载能力，提高发射效率，降低发射成本。
　　不过，这种发射技术很难，目前世界上只有少数国家掌握。这些年，美国SpaceX公司用猎鹰九号火箭多次一箭数十星发射部署星链卫星星座，其单次卫星发射数量令国人震惊，同时人们也期盼着我国能够早日实现这一目标。
　　2015年，我国长征六号运载火箭在首飞任务中，成功将20颗卫星送入太空，创造了当时我国一箭多星纪录。如今，中国航天人再次创造奇迹，一箭22星刷新中国一箭多星的最高纪录。
　　发射前的长征八号遥二运载火箭。中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院供图
　　此次发射的长征八号火箭，由中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院抓总研制。2020年12月，长征八号遥一火箭成功发射，填补了我国太阳同步轨道运载能力34。5吨的能力空白，可以承担80以上的中低轨发射任务。长征八号遥二火箭此次发射，是新一代运载火箭2022年的首次飞行。
　　长征八号火箭副主任设计师陈晓飞介绍说，与遥一火箭相比，长征八号遥二火箭外形上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。
　　自成功首飞到遥二火箭完成总装总测、具备出厂条件，研制团队仅仅用了1年时间，这就要归功于火箭所采用的模块化、组合化设计思路。陈晓飞说，早在研制伊始，设计人员就充分兼顾了火箭不带助推器的状态，并纳入遥一火箭的考核包络中。此次发射意义重大，影响深远，极大压减了发射成本，商业应用示范效应显著。
　　火箭跳芭蕾，卫星释放如天女散花
　　长征八号运载火箭副总指挥段保成说，一次要将22颗卫星安全顺利送达目的地，可以说星箭分离中长征八号火箭宛如跳了一出‘芭蕾’，最终22颗星的释放就如‘天女散花’一般。
　　他告诉记者，研制人员首先要解决乘客在整流罩内的布局问题，梳理卫星的结构形式、任务需求，创新设计了一款三层多星分配器，能在有限的整流罩空间内，为每颗卫星安排了舒适的座位。之后，在试验过程中对卫星的安装操作顺序以及布局位置进行了调整，确保卫星从上车到下车全过程的安全。
　　这22颗卫星，分离时会不会碰撞，进入预定轨道飞行时会不会碰撞？座椅有了，卫星顺利装进了整流罩，但要让这些乘客能够安全准确下车，设计团队需要考虑的问题也更多了。
　　长征八号运载火箭总体副主任设计师于龙介绍，卫星到天上后要离开箭体，在这个过程中，卫星的动力源和解锁方式会有一些偏差，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得卫星与卫星之间距离缩小，威胁到箭体的安全。
　　根据卫星的不同分离机构，设计团队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，保证近场分离安全性。
　　卫星数量越多，分离出去后在轨道飞行碰撞的风险就越大，远场分离安全性也是设计人员需要考虑的重点。长征八号运载火箭轨道设计师李静琳说，分离速度、分离方向、分离顺序是影响卫星后续运动轨迹的关键因素。但在卫星数量如此之多的情况下，要将22颗卫星错开，避免两两卫星之间干涉，对设计人员来说是个不小的挑战。
　　李静琳说，设计团队计算分析每一颗卫星运行的轨道参数，最终采取了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。
　　这是一个相当于多个对象、多种约束、长周期的、需要通过多轮迭代解决的一个优化问题，远场分离计算量比以往翻了好几倍。李静琳说。
　　人类进入太空需求越来越大，缩短火箭研制周期迫在眉睫
　　长征八号遥二火箭同时还是一发共享火箭，其搭载发射的22颗卫星，分别来自7家研制单位。长征八号运载火箭总指挥肖耘形象地称这种全新共享模式为拼车方案，为用户提供经济实惠的发射服务，门槛大大降低了。
　　他告诉记者，由于是共享发射，需对接多家用户单位，协调工作成倍增加，面对研制过程中用户迭代更新、方案反复等困难，研制团队持续开展方案调整、可行性与安全性分析。
　　未来，人类进入太空的需求越来越大，空间的基础设施建设需求越来越大，因此改变发射场流程、缩短火箭研制周期迫在眉睫。肖耘说。
　　现在，长征八号火箭总装最快是23天，但总装后从天津厂房运到发射场，还需要进行火工品安装、单元测试等工作，周期长。肖耘说，如果在发射场旁就近建设总装测试厂房，把发射场测试和出厂测试合二为一，火箭总装、测试后直接就到塔架上准备发射，能够节省一系列测试、检查、转运的步骤，极大压缩火箭在发射场的周期，适应未来市场对长征八号火箭快速发射的需求。
　　据他透露，经过长征八号火箭团队的努力，目前，海南总装测试厂房已经开始施工建设，发射工位也正在论证过程中。届时，有望7天实现一次长征八号火箭发射，一年就可发射50枚火箭。
　　长征八号遥二运载火箭研制团队部分成员。中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院供图
　　这支队伍非常有韧劲，有战斗力，有一往无前的精神，碰到任何困难都能积极应对。肖耘说，从2020年12月首飞至今，长征八号火箭团队用14个月的时间，在充满未知风险和挑战的路上披荆斩棘，让大家看到了中国航天未来可期。