原題：打“專車” 送北斗雙星準確入軌 

　　7月25日晚，長征三號乙/遠征一號運載火箭以一箭雙星的方式成功發(fā)射第18、19顆北斗導航衛(wèi)星。經(jīng)過近4個小時的飛行，火箭上面級與雙星成功分離，雙星各自進入工作軌道。這是遠征一號上面級首次執(zhí)行運送雙星入軌任務。

　　中國航天科技集團公司以往研制的北斗衛(wèi)星中，用于變軌的動力系統(tǒng)必不可少。這樣的動力系統(tǒng)包括衛(wèi)星變軌發(fā)動機和推進劑貯箱等，加注推進劑后的動力系統(tǒng)重量能占到衛(wèi)星全重的60%左右。

　　實施發(fā)射時，火箭只能將衛(wèi)星發(fā)射至轉移軌道，從轉移軌道到工作軌道的路程，就要靠衛(wèi)星自己“走”了。一般來說，這段路程需要衛(wèi)星“走”上幾天的時間，實屬漫長。

　　衛(wèi)星從轉移軌道“走”到工作軌道，需要多次變軌。實施變軌，就要消耗推進劑，這也是衛(wèi)星一出發(fā)就要背負大量推進劑的原因。等到衛(wèi)星終于進入工作軌道，推進劑也消耗得差不多了。在此后的衛(wèi)星在軌工作期間，沒有什么用處的動力系統(tǒng)還將始終伴隨著衛(wèi)星，直至衛(wèi)星“壽終正寢”。

　　北斗雙星這次的太空之旅，沒有像它們前輩那樣歷經(jīng)周折，而是取消了沉重的用于變軌的動力系統(tǒng)，因為有“專車”將它們直接送入工作軌道，省去了“步行”的辛苦。這個“專車”，就是遠征一號上面級。

　　上面級是一種具有自主獨立性的飛行器，由基礎級運載器發(fā)射進入準地球軌道或地球軌道，能夠依靠自身動力進一步將有效載荷送入預定工作軌道或預定空間位置。

　　在這次太空之旅中，北斗雙星每顆星都有一個舒適的座位，它們端坐在上面級的雙星分配器上，一路上還能從上面級源源不斷地獲取電能。

　　7月25日晚，火箭起飛約800秒后，上面級與火箭基礎級分離，上面級主發(fā)動機第一次點火工作，帶著雙星繼續(xù)向前飛行。主發(fā)動機關機后，經(jīng)過約3個小時的滑行，上面級就載著雙星到達了遠地點的位置，這時上面級主發(fā)動機第二次點火工作，帶著雙星抵達衛(wèi)星工作軌道。

　　上面級載著雙星到達工作軌道后，雙星如何與上面級平穩(wěn)安全分離至關重要。在茫茫太空中，兩個1噸多重的衛(wèi)星從上面級分離時一旦承受不了分離裝置解鎖瞬間產(chǎn)生的沖擊或是互相發(fā)生了碰撞，后果將不堪設想。

　　關于雙星與上面級分離方案的研究，研制團隊選擇了一種成熟度較高的低沖擊分離裝置，連接在上面級與雙星之間。但是在上面級與雙星進行分離試驗時，一個可怕的問題暴露出來：

北斗雙星承受不了分離裝置工作時對衛(wèi)星產(chǎn)生的巨大沖擊。

　　這個問題必須解決，否則無法按期實施新一代北斗導航衛(wèi)星的一箭雙星發(fā)射，甚至將影響北斗全球組網(wǎng)的進程。

　　長三甲系列火箭副總設計師葉成敏介紹，研制團隊對分離裝置內(nèi)的火工品種類、沖擊的傳輸通道等進行了全新優(yōu)化，又在多地的試驗場內(nèi)進行了幾十次分離試驗，將沖擊一點點降了下來。同時，團隊還對衛(wèi)星結構進行了緩沖處理，增大了衛(wèi)星的抗沖擊能力。最終，分離裝置工作時對衛(wèi)星的沖擊比最初的設計降低了40%~50%，解決了這一難題。

　　那么兩顆衛(wèi)星之間會不會發(fā)生碰撞呢？

　　上面級的總體主任設計師陳益透露，研制團隊通過建立動力學模型篩選出了近百個極限偏差工況，對上面級與雙星分離的近場、遠場情況進行了大量的仿真計算，還開展了多次模擬失重狀態(tài)的雙星旋轉分離試驗，終于確認北斗雙星的分離方案科學有效、考慮充分，是完全安全可靠的。

　　隨著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)全球組網(wǎng)進程的推進，上面級發(fā)射北斗衛(wèi)星直接進入工作軌道的模式將成為新常態(tài)。長三甲系列火箭總設計師姜杰認為，上面級發(fā)射北斗衛(wèi)星直接進入工作軌道，開辟了高軌道衛(wèi)星快速進入空間的嶄新途徑，也拓展了長三甲系列火箭發(fā)展的新領域，“在后續(xù)北斗組網(wǎng)發(fā)射任務中，上面級還將多次展露身手?！保ㄖx奇勇/攝）