长征8号遥2运载火箭成功将22颗卫星送入预定轨道,它们都有哪些功能?

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2月27日11时06分,长征八号遥二运载火箭中国文昌航天发射场点火起飞,成功将22颗卫星分别送入预定轨道,创造了我国一箭多星发射的最高纪录。中国电科精心编织通信测控“天罗地网”,全程接收发布指令,采集传输数据,为长八飞行任务提供精准的测控科技保障和数据传输服务,并为火箭和搭载的巢湖一号、泰景四号01等卫星,提供了核心载荷、太阳电池阵、核心组件等关键设备,保障任务圆满完成。

此次发射共搭载了海南一号01星和02星、大运号卫星、文昌一号01星和02星、泰景三号01星、巢湖一号等22颗商业卫星,这些卫星主要用于对地观测、低轨物联网通信和空间科学实验。国家航天局总工程师潘爱华:这次的22颗星是7家商业航天公司的,覆盖了各种的遥感在轨试验,包括对海南和周边船只信息处理等多种功能。一箭多星可以降低成本,可以大幅度提高研制效率、发射效率,满足高密度发射的任务需求。

长征八号遥二运载火箭在构型上从原先的两级半构型变成了两级串联构型,一级火箭发射后将二级火箭和搭载载荷推入太空,之后二级载荷负责搭载载荷的入轨,22颗卫星分12次释放,均成功进入预定轨道,成功实现一箭多星新纪录。一箭多星科技可以大大新增火箭的经济性和实用性,相比之下可节省燃料、减少发动机和箭体的浪费,大大减少发射成本。将22颗卫星安装到一发火箭的整流罩内,发射升空后,将它们分12次送入各自的轨道,这在科技 *** 作上是有一定难度的。

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模拟、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”。

2020年,中国航天全年共执行39次发射任务,发射载荷质量10306吨,发射次数和发射载荷质量均位居世界第二。其中,长征系列运载火箭完成34次发射。

长征五号B运载火箭首飞成功,拉开载人航天工程空间站阶段任务序幕。长征五号运载火箭全面投入应用发射,成功发射火星探测器和嫦娥五号探测器,实现了我国地球同步转移轨道运载能力由55吨级到14吨级的跨越。

长征八号运载火箭首飞成功,有效增强我国高密度发射任务执行能力。太阳同步轨道运载能力达到45吨,突破了快速集成设计生产、电气一体化、节流减载等关键技术,实现了发动机推力调节技术的首次工程应用,为可重复使用打下坚实基础,能满足卫星组网工程和商业发射服务需求。

大推力补燃循环氢氧发动机关键技术攻关取得重要进展。我国最大推力分段式固体火箭发动机试车成功,为后续运载能力发展奠定了基础。

在航天器科技活动方面,全年共研制发射航天器77个,航天器总质量10261吨,数量和质量均位居世界第二。中国航天重大工程和专项任务稳步推进,大幅提升航天技术与应用能力。商业卫星研制机构数量持续增长,研制能力稳步提升,研制卫星类型从技术试验逐步向应用卫星转变。

新一代载人飞船试验船高速再入飞行试验圆满成功。此次试验完成了高速再入返回控制、热防护、群伞+气囊着陆方式、重复使用等技术飞行验证,飞船具备高安全、高可靠、模块化、适应多任务、可重复使用等特点,为中国载人登月飞船“启航”奠定了坚实基础。

嫦娥五号完成世界首次月球轨道无人交会对接。连续实现中国首次地外天体采样、地外天体起飞、地外天体轨道交会对接、第二宇宙速度高速再入返回等多项重大技术突破,完成了探月工程“绕、落、回”三步走发展规划,成为中国航天强国建设的重要里程碑。

“天问一号”火星探测任务迈出中国行星探测第一步。计划在国际上首次通过一次发射实现“环绕、着陆、巡视探测”三大任务,设定了五大科学目标,涉及空间环境、形貌特征、表层结构等研究,将推动中国在行星探测和基础科学研究方面的全面发展。目前,已成功实施环绕火星探测,并计划在2021年5月至6月择机着陆火星,开展巡视探测。

北斗三号全球卫星导航系统提前半年建成并开通。该系统是中国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、性能要求最高的巨型复杂航天系统,采用了中国首创的混合星座构型,卫星核心器部件100%国产化。它可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务,性能指标达到国际一流水平。“北斗”,已迈进全球服务新时代。

通量宽带卫星系统启动建设。亚太6D通信卫星成功发射,是中国当前通信容量最大、波束最多、输出功率最高、设计程度最复杂的民商用通信卫星。卫星主要为亚太区域用户提供全地域、全天候的卫星宽带通信服务,满足海事通信、机载通信、车载通信以及固定卫星宽带互联网接入等多种应用需求。

高分辨率对地观测系统重大专项收官。这为中国长期稳定获得高分辨全球遥感信息提供了重要保障。中国高分系列卫星已基本形成涵盖不同空间分辨率、不同覆盖宽度、不同谱段、不同重访周期的高分辨率对地观测体系,天基对地观测水平大幅提升,中国卫星数据自主化率进一步加大。高分辨率多模综合成像卫星、资源三号03卫星成功发射,增强了中国综合对地观测能力,其中高分辨率多模综合成像卫星支持多种敏捷成像模式,首次实现“动中成像、多角度成像”,图像获取效率大幅提升。

中国首个海洋水色卫星星座建成。海洋动力环境观测网建设有序推进,海洋一号D卫星成功发射,与在轨的海洋一号C卫星组成中国首个海洋水色卫星星座。海洋二号C星成功发射,与在轨工作的海洋二号B星组网,计划于2021年发射海洋二号D星。届时,海洋二号B/C/D星组网,将组成全球首个海洋动力环境监测网。

“张衡一号”卫星数据参与构建新一代全球地磁场参考模型。该卫星获取了中国首批拥有完全自主知识产权的全球地磁场观测数据,构建了15阶全球地磁场参考模型。“天琴一号”卫星实现国内最高水平的无拖曳控制技术在轨验证,为后续研制空间引力波探测航天器、构建高精度空间惯性基准,奠定了坚实技术基础。

实践二十卫星在轨验证通信、导航、遥感等多领域16项关键技术。卫星搭载的Q/V频段高通量通信载荷总体技术水平达到国际先进水平,为后续1太比特/秒高通量通信卫星和全球低轨互联网卫星研制奠定了基础,激光通信载荷实现10吉比特/秒地球同步轨道星地通信能力,创全球最高速率;量子通信载荷完成全球首次地球同步轨道星地偏振编码稳定传输,为牵引和推动相关领域的发展奠定了良好基础。

世界首次连续纤维增强复合材料太空3D打印完成在轨演示。新一代载人飞船试验船返回舱搭载的“复合材料空间3D打印系统”,在轨期间自主完成了连续纤维增强复合材料样件打印。此次实验,是中国首次太空3D打印,也是世界首次连续纤维增强复合材料太空3D打印实验,对于未来空间站长期在轨运行、超大型结构在轨制造具有重要意义。

“武汉号”属于一个基于卫星通信的天基物联网 星座 ,整个 星座 计划由80颗卫星构成。

这个名为“行云工程”的项目,计划为全球提供基于卫星的通信服务。未来,无论汪洋大海、深山还是沙漠,卫星 星座 能覆盖的地方就有信号,为海洋、船舶、电力等领域提供无处不在的物联网服务。

行云02号卫星。中国航天科工

供图

为何命名为“武汉号”?

根据公开信息,快舟与行云卫星出自中国航天科工集团有限公司下属中国航天三江集团有限公司。中国航天科工是我国两家航天央企之一,航天三江为其下属企业,总部位于武汉。

2018年3月15日,航天行云 科技 有限公司(简称行云公司)在武汉揭牌,对外发布天基物联网组建计划,首个“湖北造”天基物联网组建工作启动。中国航天三江集团有限公司副总经理、行云公司董事长张镝当时介绍,该公司致力于研制和发射在低轨道运行的小卫星并组网形成 星座 ,建设天基物联网,实现全球范围内物联网信息的无缝获取、传输与共享。

实施发射任务的快舟一号甲火箭,是一款成熟的小型固体运载火箭,此前已完成8次商业发射,次次成功。

值得一提的是,火箭团队身处武汉,为表对医护人员的致敬与感激,火箭箭身涂刷了“致敬医护工作者群像”。

此次火箭箭身涂刷的“致敬医护工作者群像”。中国航天科工供图

“武汉号”上天所为何事?

3月29日,“行云工程”卫星团队已经全部抵达酒泉卫星发射中心。根据计划,4月中下旬将以一箭双星的方式,将行云工程项目两颗首发星送入太空。

此次发射的是行云二号01、02号卫星。其中,“武汉号”就是行云二号01星。

根据官方信息,两颗卫星由航天三江下属航天行云 科技 有限公司研发,将在低轨道上承担覆盖全球的“天基物联网”的通信传输服务功能,并在集装箱、海洋、船舶、电力、地灾、环境、林业、工程机械等行业开展应用测试。

行云公司天基物联网计划发射80颗行云小卫星,分α、β、γ三个阶段。2017年1月,首颗技术验证星行云试验一号乘快舟一号甲火箭已成功发射入轨。

具体而言,α阶段为试运营、示范工程建设,计划建设由行云二号01星与02星组成的系统。β阶段实现小规模组网,完成小 星座 系统构建,并开展第一阶段系统运营和市场开拓工作。γ阶段完成全系统构建,进行国内以及“一带一路”等国外市场的开拓。

本月的这次发射,行云二号01、02号两星入轨运行后,就将启动项目α阶段。

据项目方介绍,与传统物联网相比,天基物联网具有许多优势。系统覆盖区域地域广,能够实现全球无盲区通信。现阶段,全球超过80%的陆地及95%以上的海洋,移动蜂窝网络都无法覆盖,在海洋、岛屿、沙漠等偏远地区,天基物联网可以发挥至关重要的作用。

行云工程建成后的服务领域示意图。

中国航天科工供图

“武汉号”市场环境如何?

近年来,小卫星 星座 成为商业航天市场热门领域,众多航天企业先后公布雄心勃勃的 星座 计划,规模从数百颗卫星到上万颗不等。

其中,竞争最热门的领域为低轨通信卫星 星座 ,也就是为用户提供卫星互联网的 星座 。例如同属于中国航天科工的行云 星座 “兄弟 星座 ”——虹云 星座 ,计划构建156颗卫星组成的卫星宽带互联网,让沙漠、海洋、飞机上的用户也能享受优质互联网服务。

国内类似计划还有中国航天 科技 集团的“鸿雁”通信卫星 星座 。2018年12月29日,“鸿雁” 星座 首颗试验星已经在酒泉发射成功。

据官方发布的消息,“鸿雁” 星座 计划到2022年完成系统一期60颗卫星的组网运营,成为中国首个满足基本卫星数据通信需求的系统。二期预计2025年完成建设,“鸿雁” 星座 系统由数百颗宽带通信卫星组成,可实现全球任意地点的互联网接入。

在全球,SpaceX公司的星链计划(starlink)走在了前面。

2019年-2020年,SpaceX用6枚猎鹰火箭,以每次60颗卫星的速度,将360颗标准化的星链卫星送入太空。星链计划规模庞大,第一步就准备用1600颗卫星完成初步覆盖,轨道高度1150公里左右。第二步,用2825颗卫星完成全球组网。第三步,一共12万颗卫星组成低轨 星座 ,为全球提供5G级别的高速互联网服务。

此外,还有亚马逊创始人杰夫·贝索斯的Project Kuiper项目,以及Inmarsat、Intelsat SA和Eutelsat Communications SA等公司提出的相关 星座 。

早在上世纪90年代,摩托罗拉公司就建设过66颗卫星组成的铱星 星座 ,但遇上海底电缆和光纤技术突飞猛进,加之铱星用费高昂,导致用户不多,运营15个月后破产。

航天专家、小火箭公众号创始人邢强认为,星链与铱星相比,发射成本更低、用户面更广、通信技术更为先进,因而比铱星前景更为乐观。

编辑 张畅 校对 卢茜

12月23日中国成功发射试验12号卫星,01星02星,此次发射成功具有重大的意义。
卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
此次任务是长征系列运载火箭的第402次飞行。标志着中国航天工程取得又一重大进展。
中国运载火箭技术研究院抓总研制的长征七号改遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空,“一箭双星”成功发射,也为文昌航天发射场年度航天发射任务画上了圆满的句号。
随着我国航天技术的不断发展,高轨道卫星发射重量将达到6吨至7吨左右。今年3月刚加入长征火箭家族的长征七号改运载火箭,是我国新一代中型高轨液体运载火箭,地球同步转移轨道运载能力不低于7吨,填补了我国运载火箭高轨道55吨至7吨运载能力的空白。
此次发射成功,长七改火箭挑战我国首次两颗高轨道主卫星的“一箭双星”发射。为了在有限的整流罩空间内合理容纳两颗卫星,设计人员采用了串联布局,打造了外支撑整流罩,并且通过新研复合承力倒锥和高整体机加卫星支架,有效提升了整流罩内可用包络空间,使任务实施成为可能。
01星02星发射成功具有划时代的意义,也让我国在高空轨道领域,发射重量型卫星奠定了基础,向真正的航空航天强国迈进。


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