2月27日11时06分，长征八号遥二运载火箭飞行试验在中国文昌航天发射场顺利实施，火箭飞行正常，试验取得圆满成功。本次飞行试验搭载了22颗卫星，创中国一箭多星最高纪录。
长征八号运载火箭是中国自主研制的中型运载火箭，长征八号遥二运载火箭为长征八号运载火箭无助推器状态，为适应一箭多星任务，更换整流罩，本次发射是该构型首次飞行试验。火箭采用无毒无污染推进剂，全箭长约48米，芯一级直径3.35米，芯二级直径3.0米，起飞重量约198吨，起飞推力约240吨，可实现太阳同步轨道3吨运载能力。
本次飞行试验搭载了海南一号01和02星、大运号(星时代-17)卫星、文昌一号01和02星、泰景三号01星等22颗商业卫星，主要用于对地观测、低轨物联网通讯、空间科学试验，可提供资源调查、合成孔径雷达数据支持、物联网分散终端数据采集、在轨科学试验和技术验证、海南及环省海域船只信息收集处理等服务。
长征八号运载火箭任务适应性强、能力覆盖范围广，可面向政府和商业用户等多主体需求，承担近地轨道、太阳同步轨道等中型载荷的单星发射和中小型载荷组网发射任务;通过助推器选配和火箭模块化、批量化生产交付，可大幅提升经济性和测发效率，有效保证中国进入空间能力。此次任务是长征系列运载火箭第409次发射。
中新社记者 骆云飞 摄
一箭发射22颗卫星，创造了中国一次发射卫星数量最多的纪录，但一次要将这么多卫星安全顺利送达目的地，首先要解决“乘客”们在整流罩内的布局问题。研制人员充分梳理卫星的结构形式、任务需求，创新设计了一款三层多星分配器，能在有限的整流罩空间内，为每颗卫星安排舒适的“座位”，并且能够保证卫星不同方向的分离安全。
“本次任务一共需完成22星分离，共计完成12次分离动作，创造了中国航天的新纪录。可以说星箭分离中长八遥二火箭宛如跳了一出‘芭蕾’，最终22颗星的释放就如‘天女散花’一般。”一院长征八号运载火箭副总指挥段保成说。
不仅如此，研制团队完成多星分配器的设计工作后，专门开展了星箭联合操作试验，在试验过程中对卫星的安装操作顺序以及布局位置进行了调整，并通过多轮仿真计算对星箭分离动作进行了优化设计，确保卫星从“上车”到“下车”全过程的安全。
值得一提的是，本发火箭的整流罩高度也从8米缩短到5.4米，降低了全箭关键部位的受载。这样一来，火箭发射的放行条件可以适当放宽，进一步提升火箭的任务适应性。
专家组装星罩组合体。中国运载火箭技术研究院供图
长八遥二火箭发射是新一代运载火箭2022年的首次飞行，一院2022年宇航任务的首次发射，也是型号不带助推器的新构型首飞。
一院长征八号运载火箭副主任设计师陈晓飞介绍说，与遥一火箭相比，长八遥二火箭外形上最大的区别就是取消了两个助推器，从两级半构型变成了两级串联构型。自成功首飞到遥二火箭完成总装总测、具备出厂条件，研制团队仅仅用了1年时间，这要归功于火箭所采用的“模块化”“组合化”设计思路。
长八遥二火箭是一发“共享火箭”，其搭载发射的22颗卫星，分别来自7家研制单位。一院长征八号运载火箭总指挥肖耘形象地介绍这种全新的共享模式，“简单地说就是拼车方案，为用户提供经济实惠的发射服务，门槛大大降低了。”
另外，由于是共享发射，需对接多家用户单位，协调工作成倍增加，面对研制过程中用户迭代更新、方案反复等困难，研制团队需要持续开展方案调整、可行性与安全性分析。据悉，通过这次长八遥二火箭的成功探索，一院计划推进共享发射的常态化。
结合任务需求，设计团队对传统的卫星结构进行梳理，最后设计出新的“三层式多星分配器”，为“乘客”提供三层“座椅”。“三层式多星分配器”从下到上分别由锥形支架、中心承力筒和圆盘平台组成。其中，锥形支架搭载2颗卫星，中心承力筒搭载14颗卫星，圆盘平台搭载6颗卫星，完美将22颗卫星装进整流罩中。
那么这22颗卫星分离时以及进入预定轨道飞行时会不会发生碰撞?“座椅”有了，卫星顺利装进了整流罩，但如何让这些“乘客”能够安全准确“下车”?
首先要考虑的是卫星近场分离安全性。专家绍说，卫星到天上后要离开箭体，在这个过程中，卫星的动力源和解锁方式会有一些偏差，不是想象中的静态安装位置在哪里，分离过程中就一定在这个范围内不晃荡。某些时候这些小偏差会使得卫星与卫星之间距离缩小，威胁到箭体安全。
根据卫星的不同分离机构，设计团队结合实际卫星布局位置，对所有的箭体和卫星偏差进行多轮仿真计算，让各卫星之间保留一定的近场分离过程中的动态间隙，保证近场分离安全性。
卫星数量越多，分离出去后在轨道飞行碰撞的风险就越大，因此，远场分离安全性也是设计人员需要考虑的重点。一院长征八号运载火箭轨道设计师李静琳指出，分离速度、分离方向、分离顺序是影响卫星后续运动轨迹的关键因素。但在这次卫星数量如此之多的情况下，要在有限的外界分离轨道将22颗卫星错开，避免卫星之间互相干涉，对设计人员来说是个不小的挑战。
22颗卫星加上一个火箭末级就是23个分离体，为了保证彼此之间分离的安全性，设计团队计算分析每一颗卫星运行的轨道参数，对23个分离体两两之间的相对距离进行长周期的仿真、观察和考核，并根据卫星布局，设计分离方案，最终采取了12次分离动作，依次将22颗卫星逐步分离出去，并通过不断调整末级箭体的姿态，实现不同卫星的分离方向调整，确保各个卫星近远场安全，让22颗卫星安心“下车”。
准备发射的长八遥二火箭
一院长征八号运载火箭总指挥肖耘表示：“未来人类进入太空的需求越来越大，空间的基础设施建设需求越来越大，因此改变发射场流程、缩短火箭研制周期迫在眉睫。作为‘国家队’，我们有责任、更有能力实现太空经济的共同繁荣，加速建设航天强国。”
据悉，现在长八火箭总装最快是23天，但总装后从天津厂房运到发射场，还需要进行火工品安装、单元测试等工作，周期长。如果在发射场旁就近建设总装测试厂房，把发射场测试和出厂测试合二为一，火箭总装、测试后直接就到塔架上准备发射，能够节省一系列测试、检查、转运的步骤，极大压缩火箭在发射场的周期，适应未来市场对长八火箭快速发射的需求。
目前，海南总装测试厂房已经开始施工建设，发射工位也正在论证过程中。届时，7天就能实现一次长八火箭发射，一年就可发射50发。
近年来，中国商业航天发展迅速，其中长征八号运载火箭不仅可以发射太阳同步轨道卫星，还兼具近地轨道和地球同步转移轨道发射能力。作为“长八母港”，文昌航天发射场也将成为支撑未来中国商业航天发展建设的“重量级”成员。
文昌航天发射场所在的西昌卫星发射中心已成功实现长征二号丁、长征四号乙、长征五号B、长征七号改、长征八号、长征十一号等多型火箭在该中心实现首飞，综合测试发射能力不断提升，向着建设世界一流航天发射场的目标戮力前行。
“文昌发射场商业航天发射首战告捷、创造纪录，已经具备执行商业航天发射任务能力。”西昌卫星发射中心相关负责人表示：“后续，这里还将着力构建商业航天发射区，打造航天特色文化旅游基地，推动海南自由贸易港、海南商业航天创新示范区和文昌国际航天城建设，支撑航天强国建设，构建国家航天力量新的重要增长极。”
来源：新华网、中新网、科技日报、人民日报等综合
