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长十一火箭星箭接口“百搭” 就是这么方便

2018-01-19 13:59 来源:科普中国-军事科技前沿 

  出品:科普中国

  作者:王伟童 王亮

  监制:光明网科普事业部

  1月19日,在我国酒泉卫星发射中心,长征十一号固体运载火箭“一箭六星”发射任务圆满成功,将吉林一号视频07星、08星和四颗小卫星精确送入预定轨道。

  在航天发射活动中,星箭接口是火箭和卫星设计方技术协调的关键内容之一,它的通用化和标准化水平直接影响到技术协调的繁杂程度、任务设计工作量、发射费用和履约周期。随着商业航天的发展,小卫星市场发展迅猛,每年有数百颗小卫星发射升空,但由于小卫星构型各异、研制主体繁杂,星箭接口差异大,接口协调往往耗费大量精力。

  长征十一号运载火箭(以下简称“长十一火箭”)主要定位就是小卫星发射市场,针对太阳同步轨道和低地球轨道单星、多星、星座组网和补网提供快速发射服务,星箭接口直接影响到其履约能力。目前,中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院(以下简称“火箭院”)正在开展星箭接口的标准化和系列化研究,未来有了“百搭”的星箭接口,卫星搭乘长十一火箭将更加方便。

  立方星接口国际通用

  经过多年的发展,世界航天领域内,立方星接口成为10公斤级微纳卫星应用最为广泛的标准。

  长十一火箭结构总体设计师布向伟介绍,以立方星为代表的微纳卫星体积小、重量轻,往往以搭载的形式发射,为了确保发射任务和主星的安全,采用类似于集装箱装货的形式,将立方星封装在“分离释放机构”(一个矩形金属箱)内,根据发射任务选择合适时机,用分离弹簧将它从箱内推出。由于它与卫星、火箭的接口都十分简单,安装便捷,因而受到星箭双方的普遍认可。

  立方星以1U(10厘米x10厘米x10厘米)为基本单位,可进行模块化扩展,常见的有1U、2U、3U、6U、12U等体积的立方星。“长十一火箭提供国际通用的立方星接口。我们将根据国际通用的标准,做成一系列的产品。每次使用哪个‘箱子’,卫星可根据自身的大小及其他需求从产品货架上挑选。”布向伟说。

  轻型包带接口功能集成 适用更广

  针对数十公斤至1吨的卫星,火箭院正在研制轻型包带式接口。

  “轻型包带集成了星箭连接、解锁、释放、测量等多种功能。将传统星箭连接部位独立出来形成了一个模块,预留好各种接口。”布向伟说:“根据卫星重量不同,可以生产不同直径的轻型包带,它的两个安装面使用螺钉分别与卫星和火箭连接。发射重量重的卫星就多连几个孔,重量轻的卫星就少连几个孔。它不仅功能更集成化,而且安装也更加方便快捷。”

  由于要适应重量跨度较大的卫星,承载能力和环境适应性是轻型包带接口的重点考核对象,目前,火箭院正在开展相关考核试验。

  “百搭”星箭接口助“急先锋”一臂之力

  标准化、系列化的星箭接口有利于卫星开展模块化设计和星座组网发射。同时,可省去大量的星箭接口协调时间和成本,增加发射机会,提升发射效率。

  布向伟说:“以前如果接口不合适,可能还要修改双方的设计,需要大量的时间。对于商业发射市场,履约周期尤为重要。有了标准化系列化星箭接口,素有‘急先锋’之称的长十一火箭将可提供更加高效、快捷的服务,当卫星有发射需求时,两者快速对接,进行必要的测试后,就可以发射了。”

  科学顾问:刘晋豫

[责任编辑:赵清建]

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