北斗三號(hào)緣何點(diǎn)火4小時(shí)后才迎來(lái)“發(fā)射成功”

和以往航天活動(dòng)一樣,，北斗三號(hào)衛(wèi)星所搭乘的長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭,，也是在“五四三二一”的倒計(jì)時(shí)中點(diǎn)火升空的，先是噴出火焰,、吼出巨響,，隨后刺入蒼穹。不過(guò),，這個(gè)最讓人熟悉和震撼的畫面,，卻只是整個(gè)發(fā)射的開始，并不意味著最后的成功,。

只有火箭將衛(wèi)星送到指定位置,，也就是所謂的某個(gè)軌道，才算是完成“扶上馬送一程”的任務(wù),，否則即便飛得再高,，從火箭這個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)也是“功虧一簣”。

也因此,，就某次航天任務(wù)而言,，從火箭點(diǎn)火,，到宣布任務(wù)成功往往要等上一段時(shí)間。這個(gè)時(shí)間的長(zhǎng)短,，很大程度上和衛(wèi)星所在的軌道高低有關(guān),，比如高軌道自然要飛得久一些，低軌道飛行相對(duì)要省“油”一些,，快一些,。如果要經(jīng)過(guò)地月轉(zhuǎn)移軌道，飛向月球,，自然要更久,。不過(guò)那是衛(wèi)星的事，火箭只需把衛(wèi)星送到地月轉(zhuǎn)移軌道即可交差,。

至于這一次北斗三號(hào)的發(fā)射,，細(xì)心的人可能會(huì)留意到，11月5日19時(shí)45分,，北斗三號(hào)所乘坐的長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭已經(jīng)點(diǎn)火,，但直到4個(gè)多小時(shí)以后，整個(gè)任務(wù)才宣布成功,，那時(shí)已經(jīng)接近11月6日凌晨零時(shí),。通過(guò)公開報(bào)道，大家會(huì)發(fā)現(xiàn),，北斗三號(hào)首發(fā)的兩顆衛(wèi)星是地球中圓軌道,，這并非圍繞地球的最高軌道，卻為何如此“耗時(shí)”,？

原因在火箭身上,。

事實(shí)上，這一次,，北斗三號(hào)衛(wèi)星乘坐長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭的時(shí)間只有半個(gè)小時(shí)左右,，剩下的時(shí)間，則都交給了一個(gè)名為“遠(yuǎn)征一號(hào)”的上面級(jí),，后者接力，經(jīng)過(guò)3個(gè)多小時(shí)的奔波,，將北斗三號(hào)衛(wèi)星送入目標(biāo)軌道,，才得以完成發(fā)射任務(wù)。

有的人對(duì)“上面級(jí)”并不陌生,，它和火箭一樣,，也是一種運(yùn)載工具，簡(jiǎn)單說(shuō)即是在原有三子級(jí)火箭上面,，增加相對(duì)獨(dú)立的一級(jí),，形成“四級(jí)火箭”,。其功能類似于機(jī)場(chǎng)的“擺渡車”，后者將乘客送往不同目的地,，上面級(jí)則先后將不同的衛(wèi)星直接送到工作軌道,。

也因此，上面級(jí)又被稱為“太空擺渡車”,。當(dāng)然,，它執(zhí)行的往往是中高軌航天器發(fā)射任務(wù)。由中國(guó)航天科技集團(tuán)一院研制的遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)于2015年3月31日成功首飛,。這一次,，是遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)第4次執(zhí)行發(fā)射飛行任務(wù)。

此前,，在沒有“太空擺渡車”時(shí),，運(yùn)載火箭把衛(wèi)星送入“轉(zhuǎn)移軌道”后，衛(wèi)星要通過(guò)自身變軌到達(dá)工作軌道,。中國(guó)航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭副總設(shè)計(jì)師葉成敏稱,，這個(gè)過(guò)程需要消耗“數(shù)噸”燃料，飛行“數(shù)天”,。而“太空擺渡車”,，“接力”火箭飛行后，僅用幾個(gè)小時(shí)就能把衛(wèi)星送入工作軌道,。

從這個(gè)角度來(lái)看,，4個(gè)多小時(shí)后即迎來(lái)“發(fā)射成功”，已是比較快的了,。

這也是國(guó)際通行的做法,。截至目前，世界航天大國(guó)先后研發(fā)的此類運(yùn)載器達(dá)數(shù)十種之多,，如美國(guó)的半人馬座,、俄羅斯微風(fēng)和護(hù)衛(wèi)艦，都是著名的上面級(jí),。畢竟,，這樣的上面級(jí)不僅能減輕衛(wèi)星自重、減少衛(wèi)星的燃料消耗,、延長(zhǎng)衛(wèi)星使用壽命,，還能增強(qiáng)運(yùn)載火箭的任務(wù)適應(yīng)性。

至于我國(guó),，從上世紀(jì)80年代末開始,，也已著手研制上面級(jí)，不過(guò)此前均為滿足某一單一任務(wù)而研制,，這些運(yùn)載器對(duì)于更多發(fā)射任務(wù)適應(yīng)性較弱,。而“遠(yuǎn)征一號(hào)”上面級(jí)通用性很強(qiáng),，能多次點(diǎn)火啟動(dòng)，可滿足不同任務(wù)需求,。

回到中國(guó)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的打造,，葉成敏說(shuō)，上面級(jí)也是未來(lái)北斗三號(hào)衛(wèi)星全球組網(wǎng)的主要發(fā)射方式,。

他還透露,，到2018年，“太空擺渡車”有望新添成員——遠(yuǎn)征一號(hào)乙上面級(jí),。這是上面級(jí)中的商業(yè)化版本,，屆時(shí)將與長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭組合，執(zhí)行太陽(yáng)同步軌道發(fā)射任務(wù),。

在可以預(yù)見的未來(lái),，空間活動(dòng)將變得日益頻繁，一箭多星,、直接入軌的發(fā)射方式,，探月、探火的深空探測(cè)任務(wù)等需求量將顯得更加可觀,。此外,，空間站補(bǔ)給的發(fā)射與擺渡任務(wù)也已提上議事日程，空間碎片主動(dòng)清理,、在軌加注與延壽,、目標(biāo)航天器軌道轉(zhuǎn)移及系統(tǒng)重構(gòu)等空間應(yīng)用產(chǎn)品的市場(chǎng)需求將逐漸顯現(xiàn)。

空間運(yùn)輸方興未艾,，空間應(yīng)用鴻蒙初辟,，屬于“上面級(jí)”的空間運(yùn)輸時(shí)代正在向我們走來(lái)。

邱晨輝 來(lái)源：中國(guó)青年報(bào)