26颗卫星“拼车”上太空 如何排排坐
“力箭一号”遥二运载火箭成功发射,今日为您揭秘背后故事
2023-06-08 00:00来源:厦门晚报

 

 ■“力箭一号”遥二运载火箭成功发射。 新华社发

 

 ■力箭一号遥二运载火箭成功发射。  新华社发

  中国科学院6月7日宣布,北京时间当天12时10分,由中科院力学研究所抓总、中科宇航公司参与研制的“力箭一号”遥二运载火箭以“一箭26星”方式在酒泉卫星发射中心成功发射,将26颗卫星顺利送入预定轨道,发射任务取得圆满成功,也刷新了中国一箭多星的最高纪录。

  这26颗卫星上太空要干啥?它们是如何“拼火箭”上太空的?这么多卫星,如何“安排座位”?为什么要拼火箭上太空?攻克一箭多星面临哪些挑战?要想把各种功能的卫星载荷送到天上去,作为交通工具的“力箭一号”又有哪些非凡的本领? 综合新华社、央视新闻

  如何给26颗卫星排座位?

  创新采用斜板布局,合理将卫星装入了火箭整流罩

  在本次发射任务中,“力箭一号”火箭就像一辆高速列车,负责将26颗卫星送入太空。而这26颗卫星就像是乘客“拼车”上太空。那么一次将这么多“乘客”安全送到目的地,要怎样安排它们的“座位”?在发射前,记者在酒泉卫星发射中心的火箭总装厂房,对这一发火箭进行了独家探访。

  据了解,此次“力箭一号”一箭多星发射突破了许多关键技术。

  在设计26颗星的布局时,研制团队发现,最大的一颗卫星的长度约2.4米,相比于其他卫星更占整流罩内的空间,怎么合理摆放它,成了困扰研制团队的一个难题。

  “力箭一号”运载火箭总设计师助理史晓宁表示:“我们创新采用一种斜板的布局,斜顶在头上,这样就带来了一些力学环境的问题,因为环境肯定没有侧挂或者是直顶环境好,所以我们做了大量的动力学仿真,做了振动试验,保证卫星的环境在卫星的承受范围之内。”

  通过研制团队的攻关,“力箭一号”合理地将26颗卫星装入了火箭整流罩,并设计了4次分离动作,保证卫星入轨时互不干扰。

  26颗卫星上太空去干啥?

  其中一颗做生物3D打印试验,主要用于技术验证试验等

  据了解,“力箭一号”主要用于中小型卫星的发射,此次任务中发射的26颗卫星主要用于技术验证试验和商业遥感信息服务,其中一颗卫星上搭载了一个有意思的科学实验设备,这个设备的研制团队要到太空中做生物3D打印试验。什么是生物3D打印?它又能为我们的生活带来什么样的改变呢?

  生物3D打印是以计算机三维模型为“图纸”,装配特制“生物墨水”,最终制造出人造器官和生物医学产品的新科技手段,太空生物3D打印需要在这一基础上考虑微重力、空间辐射等环境因素对于细胞、生物材料以及打印过程的影响,难度非常大,目前在国际范围内仍处于起步阶段。

  清华大学机械工程系长聘副教授、太空生物3D打印载荷总设计师熊卓介绍,科学家希望这项研究能够给肿瘤的治疗带来新的启发。但由于生物3D打印所用的材料都是有活性的,卫星所能携带的重量又十分有限,研制团队经过近三年的攻关,研发了一整套肿瘤模型空间3D打印与培养系统,开发了适用于空间微重力环境的生物墨水体系和打印工艺。

  熊卓告诉记者,在小卫星上搭载太空生物3D打印只是课题的第一步,通过对这次任务获取数据的分析,研制团队还将进一步完善这个课题,助力我国航天医学工程与空间生物学研究。

  为什么要“拼车”上太空?

  节省成本,还可大幅提高研制效率、发射效率

  一箭多星发射任务对于我们来说,并不陌生。此前,我国一箭多星的最高发射纪录由长征八号火箭发射一箭22星创造。您可能要问,我们为什么要一次次“拼火箭”上太空呢?专家介绍,所谓一箭多星,就是通过一次发射任务,将多颗卫星送到预定的轨道。对于商业航天市场而言,成本是必须考虑的重要因素。对于重量只有几公斤到几十公斤的小卫星,搭载发射,就成为节省成本的最优选择。

  此外,一箭多星还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,具备标准化的“拼车”模式也将成为未来商业航天的主流。

  此次任务是“力箭一号”火箭的第二次飞行,连续成功发射,标志着“力箭一号”运载火箭技术状态成熟和可靠性的不断提升。

  火箭发射卫星的重量代表了火箭的运载能力,同时也决定了火箭的商业价值,此次发射的26颗卫星总重量约1.1吨。

  “力箭一号”作为一型四级固体运载火箭,在运载能力、入轨精度、设计可靠性、性价比等方面已经迈入世界固体运载火箭领域先进行列。

  中科院力学所空天飞行科技中心主任杨毅强表示:“这个火箭是迄今为止,我们国家运载能力最大,起飞推力最大,起飞重量最大的一个固体火箭。整个火箭长30米,直径2.65米。整流罩有2.65米和3.35米两种状态,这次飞的还是2.65米状态。”

  【展望】

  未来有望实现

  年产30发“力箭一号”

 

 ■在广州南沙建设的脉冲式生产线。

  ■现在每10天就能出一发火箭。  

  “力箭一号”有力推动我国商业卫星产业的发展,据了解,研制团队目前在广州南沙建设了“力箭一号”脉动式生产线,未来有望实现年产30发“力箭一号”火箭是怎么生产出来的呢?

  脉动式生产线是一种先进的生产模式,最早应用于飞机制造领域,它可以有效提高生产效率和产品质量,同时降低生产成本。“力箭一号”已经开始采用先进的脉动式生产模式,逐渐形成完备的生产制造服务体系。

  “力箭一号”运载火箭副总设计师李秦峰介绍,厂房里设计了三个脉动站,第一站主要完成舱段级的相关的一些总装,第二站完成跟发动机对接,就是箭体级的总装,第三站进行全箭测试。每一个工作站,10天就往下一个工作站转,最后一个测试,10天测完之后就出厂,也就是说10天就能出一发火箭。

  李秦峰说,一年250个工作日就是25发,如果再适当提高效率,一年30发是能够实现的,这也就是为啥我们有这个信心能够完成一年30发“力箭一号”这种量级的运载火箭的产能。

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