一箭雙星
一枚運載火箭發射兩顆衛星入軌的技術
“一箭雙星”是指用一枚運載火箭同時或先後將兩顆衛星發射送入地球軌道的技術。這種衛星發射技術已在歐、美、俄、印度及中國等航天大國中被頻繁使用。
在過去的2020年裡,我國航天部門至少4次採用這項技術,將數顆衛星成功發射至預定的地球軌道。譬如,2020年5月30日,中國在西昌衛星發射中心用長征十一號運載火箭,採取“一箭雙星”方式,成功將新技術試驗衛星G星、H星發射升空,衛星順利進入預定軌道;2020年5月31日,中國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭,成功將高分九號02星、和德四號衛星送入預定軌道;2020年8月6日,中國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭,成功將高分九號04星送入預定軌道,發射獲得圓滿成功。2020年12月10日,我國在西昌衛星發射中心用長征十一號運載火箭,以“一箭雙星”方式將引力波暴高能電磁對應體全天監測器衛星送入預定軌道,發射獲得圓滿成功。
2021年5月7日02時11分,中國在西昌衛星發射中心用長征二號丙運載火箭,成功將遙感三十號08組衛星、天啟星座12星發射升空,衛星進入預定軌道。
2009年6月18日17時32分,美國成功發射月球勘測軌道飛行器以及月球坑觀測和感測衛星。這次探測活動是美國重返月球計劃中首批探月任務。
按美國航天局計劃,月球勘測軌道飛行器、月球坑觀測和感測衛星當天搭乘“宇宙神-5”型運載火箭在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空。
航天局設定3個發射窗口,分別始於美國東部時間17時12分、17時22分和17時32分。受氣象條件影響,兩個探測器在當天設定的最後一個時間窗口發射成功。這次耗資5.83億美元的發射任務能為美國宇航員2020年重返月球奠定基礎。
月球勘測軌道器(LRO)
LRO將搭乘宇宙神-5火箭升空飛往月球,整個過程將歷時大約4天。在此之後,LRO將進入一條橢圓形軌道,也就是所謂的試運轉軌道。從這條軌道,LRO將移身最終軌道—一條距月球表面大約50公里的圓形軌道。LRO至少要在低極地軌道運行一年,獲取有關月球及其環境的詳細信息。
遙感衛星(LCROSS)
發射升空后,LCROSS將在與LRO之間的距離達到足夠遠之後,這兩個部分在數月後將分別連續兩次撞月,撞擊速度約每秒2.5公里。
月球勘測軌道器(LRO)
持續時間:首先執行為期一年的探測任務,而後可能進行為期3年的科研任務;
軌道:在距月表約50公里的圓形極地軌道運行,周期為113分鐘;
重量:總發射重量為1916公斤,乾重量為1018公斤,燃料重量為898公斤;
科學儀器:共攜帶7個科學儀器;
項目成本:約5億美元左右。
月球隕坑觀測和遙感衛星(LCROSS)
組成結構:“牧羊航天器”和“半人馬座”火箭末級;
任務時間:3-7個月,撞擊目標為一個位於月球極地附近的永久性陰暗區隕坑,具體持續時間取決於發射以及目標隕坑確定日期;
科學儀器:牧羊航天器攜帶有9個科學儀器;
項目成本:耗資7900萬美元。
月球勘測軌道器(LRO)
1.幫助美國宇航局鎖定登陸點,尋找潛在資源;
2.描繪當前的輻射環境以及示範新技術;
3.利用LRO傳回的月球全局數據研發有用的工具。
月球隕坑觀測和遙感衛星(LCROSS)
1.通過撞月證實月球一個永久性陰暗區是否有水存在;
2.尋找在月球極地地區探測到的氫成因;
3.如果確有水存在,確定月球土被或土壤中的含水量;
4.確定月球其中一個位於永久性陰暗區的隕坑土被成分。
在與LRO之間的距離達到足夠遠之後,組成LCROSS的“牧羊航天器”以及“半人馬座”火箭將進行泄料,排出“半人馬座”餘下的所有燃料以阻止污染撞擊點。
發射5天後,“牧羊航天器”和“半人馬座”將飛越月球,進入月球引力助推及月球返回軌道。之後“牧羊航天器”和“半人馬座”將在軌道合適位置撞擊目標地點—月球極地。
在距離撞擊前不到10小時,“牧羊航天器”和“半人馬座”將最終抵達指定的月球撞擊位置,之後“牧羊”和“半人馬座”將進行分離。LCROSS同時旋轉180度,將所攜帶的儀器瞄準月球。
“牧羊航天器”負責收集“半人馬座”撞擊產生的閃光和羽狀碎片數據,並將數據傳回LCROSS任務控制中心。4分鐘之後,“牧羊航天器”撞擊月球表面,產生第二個羽狀碎片。
分離:在月球表面上空大約8.7萬公里的高度,“半人馬座”將進行撞月。撞月前大約9小時40分鐘,“人馬座”將與“牧羊航天器”分離。
180度旋轉:與“人馬座”分離后,“牧羊航天器”將進行180度旋轉以便將所攜帶的科學儀器對準月球。
撞擊速度:撞擊過程中,“人馬座”和“牧羊航天器”將以大約每秒2.5公里的速度撞向月球。
撞擊角度:“人馬座”和“牧羊航天器”將以相對於月球表面60度至70度左右的角度撞擊月表。
撞擊重量:撞擊過程中,“半人馬座”的重量在2249公斤和2366公斤之間。名義上的撞擊重量為約為2305公斤。撞擊過程中,“牧羊航天器”的重量在621公斤和866公斤之間。
撞擊規模:“半人馬座”撞擊將激起超過350公噸的月球物質,同時形成一個直徑達20米深度達4米的隕坑。“牧羊航天器”估計將激起150公噸月球物質並形成一個直徑約14米深6約2米的隕坑。
羽狀碎片高度:在“半人馬座”的羽狀碎片中,絕大多數物質將停留在距月表約10公里的高度。
中國發射”一箭雙星“
北京時間2015年7月25日20時29分,遠征一號運載火箭成功將兩顆新一代北斗導航衛星發射升空,經過約3.5小時飛行后,遠征一號上面級將兩顆衛星準確送入預定軌道。此次發射圓滿成功,標誌著北斗衛星導航系統向全球覆蓋的建設目標邁出堅實一步。
2018年1月12日7時18分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以"一箭雙星"方式成功發射第26、27顆北斗導航衛星。這兩顆衛星是我國北斗三號工程第3、4顆組網衛星。按計劃,北斗衛星導航系統將於2018年底服務"一帶一路"沿線國家。
2018年2月12日12時03分,在西昌衛星發射中心,長征三號乙/遠征一號運載火箭成功執行一箭雙星發射,將北斗全球衛星導航系統的兩顆衛星送入預定軌道。
2018年3月30日1時56分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第三十、三十一顆北斗導航衛星。這兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號第七、八顆組網衛星。
2018年6月27日11時30分,中國在西昌衛星發射中心用長征二號丙運載火箭,成功將新技術試驗雙星發射升空,衛星進入預定軌道。
2018年7月9日11時56分,中國在酒泉衛星發射中心使用長征二號丙火箭,以“一箭雙星”的形式成功將兩顆巴基斯坦遙感衛星送入預定軌道。這也是長二丙火箭在1999年完成“銥星”發射服務后,時隔19年重返國際商業發射服務市場。
發射第三十七、三十八顆北斗導航衛星
2018年8月25日7時52分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級)以“一箭雙星”方式成功發射第三十五、三十六顆北斗導航衛星,兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,也是我國北斗三號全球系統第十一、十二顆組網衛星。
2018年9月19日22時07分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第三十七、三十八顆北斗導航衛星。這兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第十三、十四顆組網衛星。
2018年10月15日12時23分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第39、40顆北斗導航衛星。這兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第15、16顆組網衛星。
2018年11月19日2時7分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第四十二、四十三顆北斗導航衛星,這兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第十八、十九顆組網衛星。
2019年8月31日7時41分,中國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭,以“一箭雙星”方式,成功將微重力技術實驗衛星和瀟湘一號07衛星發射升空,衛星均進入預定軌道。
2019年9月23日5時10分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及配套遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第四十七、四十八顆北斗導航衛星。
2019年11月17日18時,中國在酒泉衛星發射中心,用快舟一號甲運載火箭以“一箭雙星”的方式,成功將全球多媒體衛星系統α階段A、B衛星(KL-α-A、KL-α-B)發射升空,衛星順利進入預定軌道。
2019年11月23日8時55分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及配套遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第50、51顆北斗導航衛星。
2019年12月16日15時22分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及配套遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第五十二、五十三顆北斗導航衛星。至此,所有中圓地球軌道衛星全部發射完畢,標誌著北斗三號全球系統核心星座部署完成,將進一步提升系統服務性能和用戶體驗,為實現全球組網奠定堅實基礎。
2020年5月12日9時16分,中國在酒泉衛星發射中心用快舟一號甲運載火箭,以“一箭雙星”方式,成功將行雲二號01/02星發射升空,衛星進入預定軌道,發射取得圓滿成功。
2020年5月30日4時13分,中國在西昌衛星發射中心用長征十一號運載火箭,採取“一箭雙星”方式,成功將新技術試驗衛星G星、H星發射升空,衛星順利進入預定軌道,任務獲得圓滿成功。
2020年5月31日16時53分,中國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭,成功將高分九號02星、和德四號衛星送入預定軌道,發射獲得圓滿成功。
2020年8月6日12時1分,中國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭,成功將高分九號04星送入預定軌道,發射獲得圓滿成功。
2020年10月26日23時19分,中國在西昌衛星發射中心用長征二號丙運載火箭,成功將遙感三十號07組衛星送入預定軌道,發射獲得圓滿成功。此次任務還搭載發射了天啟星座06星。
12月10日4時14分,我國在西昌衛星發射中心用長征十一號運載火箭,以“一箭雙星”方式將引力波暴高能電磁對應體全天監測器衛星送入預定軌道,發射獲得圓滿成功。
2021年5月7日02時11分,中國在西昌衛星發射中心用長征二號丙運載火箭,成功將遙感三十號08組衛星、天啟星座12星發射升空,衛星進入預定軌道。
這是中國北斗衛星導航系統首次採用“一箭雙星”方式發射導航衛星,也是中國首次採用“一箭雙星”方式發射兩顆地球中高軌道衛星。
這次發射的兩顆衛星是北斗衛星導航系統的第十二、十三顆組網衛星。它們的成功發射,對改善和提高北斗衛星導航系統所覆蓋區域的導航定位精度,具有重要意義。據介紹,北斗衛星導航系統自2011年12月27日正式宣布提供試運行服務以來,已轉入系統建設和應用推廣並舉的新階段,並逐步拓展到交通運輸、氣象、漁業、林業、電信、水利、測繪等應用領域,產生了顯著的經濟、社會效益。
這次發射的衛星和火箭分別由中國航天科技集團公司所屬中國空間技術研究院和中國運載火箭技術研究院研製。
北京時間9月19日凌晨3時10分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,以“一箭雙星”方式,成功將第14和第15顆北斗導航衛星發射升空並送入預定轉移軌道。
這是中國第2次採用“一箭雙星”方式發射北斗導航衛星,也是2012年北斗衛星導航系統組網的第3次發射。專家稱,此次北斗導航衛星的成功發射,標誌著中國北斗衛星導航系統快速組網技術已日臻成熟。
據中國衛星導航系統管理辦公室介紹,北斗衛星導航系統自2011年12月正式宣布提供試運行服務以來,系統運行穩定,服務性能不斷提升。系統測試評估表明,北斗系統定位精度平面10米、高程15米,測速精度0.2米/秒,授時精度50納秒,已逐步拓展到交通運輸、氣象、漁業、林業、電信、水利、測繪等應用領域,產生出顯著的經濟、社會效益。
按照北斗衛星導航系統“三步走”發展戰略,2012年年底前中國還將發射1顆北斗導航衛星,完成區域組網建設任務,並提升區域系統服務。2020年左右,將建成由30餘顆衛星組成的北斗衛星導航系統,提供覆蓋全球的高精度、高可靠的定位、導航和授時服務。
本次發射的兩顆北斗導航衛星及其運載火箭長征三號乙,分別由中國航天科技集團公司所屬中國空間技術研究院和中國運載火箭技術研究院研製。這是中國長征系列運載火箭第167次執行航天發射任務。