情人節剛過,鄰國印度的航天界弄出了一個大新聞:他們用該國自行設計制造的極軌衛星運載火箭(英文簡稱PSLV),一次將104顆衛星發射進了太空之中,打破俄羅斯在2014年6月創造的一箭37星世界紀錄,是迄今人類單次發射衛星數量最多的一次。

(PSLV-C37火箭發射升空)
一箭多星是指用同一枚運載火箭先后將數顆衛星“打包”送入地球軌道的技術。這種發射方式不但能提高火箭的使用效率,還與彈道導彈分導彈頭等戰略軍事技術相關聯。早在上世紀60年代,美國和蘇聯就相繼掌握了一箭多星的發射技術。我國則在1981年9月成功地用一枚“風暴”一號運載火箭將一組三顆“實踐”二號衛星送入地球軌道,成為第四個獨立掌握“一箭多星”發射技術的國家。印度雖然排在中國之后,是一箭多星俱樂部中的第五位成員,但其“入會”時間則要等到2008年了,比中國晚了27年。
衡量火箭性能的重要指標是火箭能夠向地球軌道發射的有效載荷重量,如果把火箭比做一輛貨車,那么有效載荷重量就是這輛貨車的載貨重量。印度這次發射的PSLV火箭看起來十分復雜,它捆綁了6個助推器,火箭芯級總共有四級,但火箭能夠向近地軌道發射的有效載荷量僅有3.25噸,向太陽同步軌道發射的有效載荷量也僅有為1.6噸。同一時期,中國研發的長征三號乙運載火箭,已經可以向近地軌道發射11.5噸、向太陽同步軌道發射7.1噸有效載荷。于去年成功發射的中國新一代運載火箭——長征七號與長征五號,其運載能力比印度的PSLV高的更多。與如果用這種火箭來發射中國已經在太陽同步軌道上部署了多顆的風云三號氣象衛星,一顆2.4噸重的風云三號即可將此火箭“壓垮”
本次發射的104顆衛星,都是重量不大的微小衛星和微納衛星。其中最重的印度Cartosat-2D衛星,重量僅為0.65噸,數量最多的是美國Planet Labs公司設計的Dove立方衛星。這種立方衛星每顆僅重5公斤,太陽能帆板未展開時大小與大瓶可樂差不多。本次發射的88顆Dove衛星發射到太空中后,將與先前發射的衛星共同組成一個對地觀測網。按照目前的新聞報道,火箭最后一級在30分鐘的時間內將搭載的所有衛星釋放到太空中,并沒有復雜的衛星變軌過程。同時,這種微小衛星對軌道精度的要求并不高,進一步降低了發射難度。

(Dove 衛星)
一箭多星的真正挑戰,是將軌道參數相差較多的衛星發射到各自的預定軌道上。這需要在火箭上配備能夠多次開機、變軌,并能夠在太空中工作較長時間的上面級。在這方面的技術上,除了美國、俄羅斯這兩個老牌航天強國遙遙領先外,中國、歐洲也已經熟練掌握。在長征七號發射時,其搭載的遠征一號甲火箭上面級在軌飛行48小時,發動機啟動9次,將7名不同用途的“太空乘客”準確的送入了各自的軌道。而目前印度自行設計制造的火箭上面級,僅具有從地球同步轉移軌道向地球同步軌道發射飛行器的單一功能。
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