一箭双星, 北斗全球组网加速进行时【中国海警舰船访越】

 
 
一箭双星, 北斗全球组网加速进行时  
 

■本报记者 王佳雯

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2月12日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭(及远征一号上面级),成功发射第五、六颗北斗三号全球组网卫星。新华社发(梁珂岩摄)

2018年2月12日13时03分,距离春节还有3天,北斗三号工程第五、六颗组网卫星,随长征三号乙运载火箭和远征一号上面级,从西昌卫星发射中心拔地而起、直刺苍穹,约三个多小时后,卫星进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。后续将进行集成测试与试验评估,并与此前发射的四颗北斗三号卫星进行组网运行。

2018年率先实现为“一带一路”沿线国家提供基本服务,2020年实现30余颗北斗卫星全球组网——去年年底全球组网开启后,至今北斗卫星的全球组网进程已进入加速模式,2018年更将成为任务繁重的“北斗卫星全球组网年”,18颗卫星将相继被送上太空,与已有的北斗卫星构建服务全球的北斗星座,助推“中国北斗”向“世界北斗”华丽转型。

高密度任务,卫星研制如何应对?

“2018年到2020年,我们最大的困难,实际上是密集发射的任务量的困难。”航天科技集团五院总体部导航总体技术研究室总体主任设计师吴振宇说。

“独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠”,早在北斗二号正式提供区域导航定位服务前,我国就开始了北斗三号全球导航系统的论证研制工作,并提出了全球卫星导航系统的发展目标。

如今,面对高密度发射的挑战,为满足一年18颗星的任务需求,北斗三号卫星的研制早已进入“批产”模式,这自然对卫星状态的稳定性提出了新要求。

“卫星批产要求卫星状态要稳定,10颗星10个状态对于批产是很困难的,就像做10台不同的电视机和做10台相同的电视机一样,难度是不同的。”吴振宇告诉《中国科学报》记者。

保持一类星的状态稳定,同时也要兼顾多种卫星的兼容、扩展。北斗三号卫星包括地球中圆轨道导航卫星、倾斜地球同步轨道导航卫星和地球静止轨道导航卫星三种类型。为实现批产,三类卫星在设计共用的技术、架构和部件时,都考虑到了兼容性与未来扩展问题,以提升效率。例如,三种卫星都应用到的陀螺这种部件就会在设计中尽量考虑通用。

与此同时,科研人员也在有效利用工具完善卫星状态管理。据介绍,今日新闻头条,北斗三号组网阶段,针对卫星的设计、验证专门进行了流程优化论证,使得整星总装测试工作开始后的流程,“比原来优化了将近三个月”,为北斗全球组网任务的推进提供了有力保障。

高频发射,火箭能否“火”力全开?

“一箭双星”送北斗三号第五、六颗卫星上天后,长征系列火箭已经完成了2018年的第7次发射任务。43天7次发射,平均不到一周实施一次发射,而这样的频率只是今年长征系列火箭将面临的工作节奏的缩影。

据航天科技集团一院长征三号甲系列火箭总指挥岑拯介绍,长三甲系列火箭全年14次发射任务中有10次将发射北斗导航卫星,其中8次将以“一箭双星”的方式执行发射任务。

而“从2018年到2020年,长三甲系列火箭预计将执行40次发射任务”,高密度发射将成为常态。为应对高强度任务挑战,火箭研制团队将具备24天总装齐套一发火箭的能力。

从今年全年的发射计划看,长三甲系列火箭平均26天就要进行一次发射,而且生产现场通常是同时有2~3发火箭并行开展工作。“如果不从生产管理上想办法,年度计划将没有任何余量。”岑拯说。因此,研制团队创新提出了“去任务化”方法。

以往的火箭研制和生产通常是围绕一次具体的发射任务进行生产、总装。“‘去任务化’就是指实现火箭各个单机、系统和整箭的产品化、通用化、组批量生产。”岑拯解释说,“去任务化”意味着单级火箭、单发火箭完成总装后,可以灵活调整其承担的发射任务,只要卫星和火箭接口保持一致,针对具体任务调整软件即可满足发射任务需求。

目前这种“产品化”式的研制进程正在长征系列火箭的研制一线进行推广、调整,未来“流水线”式的火箭生产总装方式有望成为现实。

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