“远征三号”征 首次出征 实现异轨多星部署——解析“太空巴士”远征三号上面级

2018年12月29日，在酒泉卫星卫星发射中心，长二丁火箭联合首次出征的远征三号上面级，将7颗卫星送上太空。至此，中国2018年宇航发射完美收官。

值得一提的是，长二丁火箭成功“迎接”了2018年，也顺利“欢送”了2018年。去年年初，长二丁在太原卫星发射中心将两颗高景一号卫星送上天，那是2018年中国宇航发射“开门红”。

在此次发射中，与火箭搭档的远征三号上面级同样引人注目。这是该型上面级的首次出征，在与火箭分离后约4小时内，它经过4次精确变轨，成功将两组共7颗卫星分别送入高度相差数百公里的预定轨道上。

在全世界辞旧迎新的气氛中，远征三号顺利完成“首秀”。

20次以上变轨能力 可实现异轨多星部署

远征三号上面级可实现异轨多星部署任务，20次以上的自主快速轨道机动及部署能力是其最引人关注的特点。

“远征三号”又名“多星发射上面级”。“这是一种介于运载火箭与空间飞行器之间的新型运载器，它具有灵活、快速、多用途等特点，在国内首次实现了将两组卫星部署到不同轨道上。”远征三号上面级总指挥谈学军介绍。

该型上面级由航天科技集团八院抓总研制。该项目自2014年8月立项启动以来，先后突破了全自主高可靠控制技术等多项关键技术，填补国内异轨多星发射部署的空白，达到国际先进水平。

20次以上的自主快速轨道机动及部署能力是“远征三号”最引人关注的特点。

按照常规发射方式，传统火箭“一箭多星”只能把卫星放在一个轨道点位置上，因此，发射的轨道参数基本以主卫星需求为准，其他搭载卫星由于与主卫星轨道参数多少存在差异，星箭分离后通常需要利用自己携带的推进剂进行变轨，而有限的推进剂往往决定着卫星的运行寿命。

“远征三号采用了结构一体化、动力主辅一体化、电气一体化设计思路，可以实现连续48小时自主在轨飞行。”远征三号总设计师姚建说，“‘太空巴士’还能实现较大角度的轨道倾斜角调整。”

通过多次精确变轨，“远征三号”可以将各卫星送达理想轨道位置，很大程度上延长了卫星的使用寿命，有效提高了运载火箭的运载能力和任务适应性。此次任务上面级按照计划完成21次点火，是国内在轨点火次数最多的上面级。

“智能化”的上面级 星座部署“精准化”

“远征三号”可一次将10颗卫星准确放置在不同高度的轨道上，可满足未来中低轨的中小型航天器多样化任务需求。

“远征三号”引以为傲的资本是，可以通过一次发射，将多颗卫星完成精准部署，这样做的好处是节省了卫星自身的燃料，这在降低卫星发射成本、延长卫星工作寿命方面意义显著。

引用业内一个简单而贴切的比喻：“远征三号”好比“太空巴士”，它一次可以运输高矮胖瘦不同的10名甚至更多的“乘客”，并将这些“乘客”逐一运送到目的地，即便“乘客”的目的地各不相同。

“远征三号的多轨道卫星发射及星座部署能力和它高度的智能化密不可分。”805所远征三号上面级主任设计师吴建桔说。

吴建桔介绍，“智能”主要体现在三个方面。首先是飞行轨迹的自主规划能力。“远征三号”可以根据与火箭分离时的轨道状态，在无地面干预的情况下，自主计算最优的飞行路径，这使得它即便在入轨偏差较大的情况下，仍能保证后续任务顺利开展，将卫星准确部署到位。

其次是飞行状态的自主确定能力。“远征三号”可以在无地面测控支撑的条件下，全任务过程自主确定飞行轨迹和姿态，真正做到发射以后无人操控，实现轨道部署任务的自主完成。

再者是自主管理能力。面对在轨飞行过程中复杂的空间环境，“远征三号”可以有效应对如GNSS接收机、星敏感器、控制计算机、伺服机构、主发动机等设备的异常情况，使“远征三号”对整个飞行过程中故障诊断，故障源隔离和系统功能重构都能应对自如，保障飞行任务的高可靠完成。

“远征三号”还有更为广阔的应用空间。为满足联合国关于空间碎片减缓的要求，“远征三号”完成任务后还可以实施主动离轨，在受控状态下进入地球大气层，最后烧毁殆尽。

此外，“远征三号”的应用实施，将推动我国深空探测、在轨服务等空间技术领域的发展。同时，通过参与国际商业发射市场，助推我国航天领域产业化、市场化的步伐。

来源：中国航天报