“ 拼车”去太空

路遥

2017年2月15日，印度成功实现“一箭104星”发射，创造了人类单次发射卫星数量的世界纪录。今天，我们就来看看“一箭多星”到底是怎么一回事。

卫星出行方式演变史

在刚刚诞生的一段时间内，卫星发射都是享受“专车”待遇，也就是一枚运载火箭只运送一颗卫星进入太空。随着航天科技的发展，火箭的运送能力有了巨大的进步，偌大的火箭只搭载一名“乘客”实在太浪费，于是卫星发射进入到“拼车”模式：1960年，美国首次用一枚火箭发射了两颗卫星，1961年又实现了一箭三星。苏联和欧洲航天局紧跟美国的脚步，很快也实现了“一箭多星”的成功发射。1981年9月，中国用“风暴一号”运载火箭将一组三颗“实践二号”卫星送入地球轨道，成为第四个独立掌握“一箭多星”发射技术的国家。随后，印度、日本也成功实现了一箭

2008年以前，一箭多星的“多”还维持在个位数。而现在，一箭多星已经进入“豪华大巴”模式——一次发射几十甚至上百颗卫星。在过去十多年里，“一箭多星”的发射次数已占世界运载火箭发射总次数的四分之一。

●2008年4月28日，印度用四级PSLV-C9型火箭将10颗卫星送上太空。

●2013年11月19日，美国轨道科学公司的“ 米诺陶一号”火箭同时把29颗卫星送入地球轨道。

●2013年11月21日，俄罗斯用一枚“第聂伯”运载火箭顺利发射了32颗卫星。

●2014年6月20日，俄罗斯又使用“第聂伯”运载火箭一次把37颗微型地球遥感卫星送入轨道。

●2015年9月20日，中国用“长征六号”火箭一次将20颗卫星送上太空，创造了国内单次发射

卫星数量之最，也夺得亚洲纪录。

●2016年6月22日，印度用PSLV-C34极轨卫星运载火箭将20颗卫星送入太空。

●2017年2月15日，印度用PSLV-C37极轨卫星运载火箭成功实现“一箭104星”发射，打破俄罗斯“一箭37星”的世界纪录，是迄今人类单次发射卫星数量最多的一次。

知道多一点

卫星能飞多久？

这不就是卫星在轨寿命吗！卫星在轨寿命是指卫星在轨道上存留的时间，是卫星进入轨道到陨落经过的时间。卫星在轨寿命的影响因素有很多，最主要的因素就是地球大气的阻碍作用。卫星运行高度越低，大气密度就越稠密，卫星在轨寿命也就越短。1959年2月，美国发射的人类历史上第一颗侦察卫星“发现者1号”，其近地点高度约114千米，在轨寿命仅有3天。

一箭多星的秘密

那么，火箭是怎样一次将多颗卫星送入轨道的呢？

首先，要能装下这么多卫星。这个看似“废话”的要求其实并没有想象中那么容易，而是对火箭运载能力和卫星微小化技术的检验。就好比一部电梯，动力越大，就能运送更多乘客；每位乘客的身材越娇小，搭乘的人数也就越多。早期的卫星都是“大块头”，一个就有成百上千千克，一次运载多颗卫星对火箭的运载能力是个挑战。现在，卫星越来越“迷你”，特别是纳米卫星，重量仅几千克，装上几十个也不是问题。另外，还要考虑卫星与火箭之间的机电接口的兼容性问题：目前全世界还没有统一的卫星接口标准，来自不同“家族”的卫星有不同的机电接口，就像有的是用写信来和火箭沟通，而有的却用手机QQ，这给星箭协调带来了极大的不便。解决了这些问题，才可能实现“一箭多星”。

其次，就是如何把多个卫星顺利送入轨道。在国际上，一箭多星的发射常用两种方式。

第一种是将多颗卫星一次送入相同轨道，就像一辆装满包裹的货车，在指定的道路上，一边行驶一边往下扔包裹（乐乐姐姐：不文明行为，请勿模仿），因而也被形象地称为“撒土豆”。这种发射方式不仅技术难度相对较低，还可以防止卫星释放时与运载火箭或其他卫星发生碰撞。

第二种方式则是分次分批將卫星送入不同轨道，这种方式的技术难度就高得多了。为了保证各个卫星与火箭顺利分离并精确入轨，需要为不同轨道的卫星配备专用的“太空摆渡车”——上面级。上面级是在火箭上增加的一级独立飞行器。当火箭将其运送到一定轨道后，能多次点火启动，将一个或多个航天器送入不同轨道空间，就像摆渡车将“乘客”送到不同航站楼。

“长征六号”的一箭20星怎么下“车”？

2015年9月20日，中国“长征六号”运载火箭成功实现了一箭20星发射。这20颗卫星中最大的约100千克，最小的子星只有几十克，比一部手机还小。它们被分成3层，呈金字塔形排列：第一层是1颗主星抱着1颗子星；第二层有4颗主星，其中1颗主星的怀中抱着5颗子星；第三层安放5颗主星，其中两颗主星各自抱着两颗子星。这样的多星布局设计是为了保证各颗卫星分离时留有足够的安全距离。

火箭到达既定轨道后，将这20颗卫星按照第一层到第三层的顺序分4次释放（其中第三层的5颗主星分两次释放），每次释放只间隔几十秒的时间。主星“怀抱”中的10颗子星再择机释放。

世界之最：一箭104星

2017年2月15日，印度空间研究组织（ISRO）在印度南部的萨迪什·达万航天中心成功发射一箭104星，是迄今人类单次发射卫星数量最多的一次。

执行这次任务的印度极轨卫星运载火箭PSLV-C37是一枚四级运载火箭，能够运送约3.5吨的重量。搭乘的104颗卫星中，只有3颗属于印度，其中包括这次发射的主角——重达714千克的遥感卫星Cartosat-2D。主星以外的其他103颗卫星重量共计664千克。

美国的96颗卫星中，有88颗卫星都属于一家叫“星球实验室”的地球图像公司。这88颗昵称为“鸽子”的小卫星属微小卫星中的“立方星”，每颗仅重5千克，它们被送往500千米高的太阳同步轨道。

虽然卫星数量多，但它们的轨道相似，发射方式是属于我们前面说过的第一种“撒土豆”式，因而技术难度主要在于防止星箭之间和卫星之间的碰撞。火箭升空后的17分半钟，释放了第一颗卫星——本次发射的主角Cartosat-2D；10秒钟后，INS-IA、INS-IB两颗卫星相继释放，间隔仅0.5秒；在接下来的十分钟内，剩余的101颗卫星全部成功释放，先是88颗“鸽群”卫星以4颗为一组进行释放，然后才是剩余的13颗小卫星。在不到600秒的时间内，101颗卫星以约每秒钟7.5千米的超高速（相当于飞机平均速度的40倍）被依次送入太空。

要确保这么多小星星不会“打架”，确实是一个了不起的成就。

看了上面的介绍，大家对于“一箭多星”是否有了更多的了解了？现在问题来了——我国研制的“远征一号”上面级是在哪一年成功首飞的呢？

A. 2013 B. 2014 C. 2015

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