目前,在地球周围运行的人造卫星数量已经达到了数千颗之多,而这个数据还在不断刷新,那么这些人造卫星是如何被送到天上去的呢?当然是依靠化学动力火箭。
由于化学动力火箭的运载能力极为有限,所以卫星发射的成本自然也就相当高昂。以中国的长征五号为例,它的起飞质量在859吨到879吨之间,而它的近地轨道运载能力仅为25吨,而地球同步轨道运载能力只有14吨。火箭巨大的质量都来自于何方呢?其中很大一部分都是将火箭推上天空的燃料,所以说耗费数百吨的燃料将一颗外星送上天空,它的成本怎么能不高呢。那么有没有什么办法可以降低卫星发射的成本呢?当然有,那就是一箭多星,也就是说让一枚火箭携带数颗卫星升空,并将它们安全放置在预定轨道之上。
一箭多星,这的确能够有效降低人造卫星的发射成本,但在技术层面上却是一种考验。
一箭多星并不仅仅是增加一枚火箭的卫星携带数量这么简单,最关键的是要将这些卫星全部送入预定轨道,可是这些卫星的预定运行轨道各不相同,而且对于速度的要求也可能存在着差异,而这些人造卫星的需求都要由同一枚火箭来完成,自然是很有难度的。
再有,一枚火箭携带多颗卫星,这也会给火箭的稳定性带来影响。这是因为当一枚火箭搭载多颗卫星之后,火箭的结构角度和重心分布都会发生变化,而这些都需要进行缜密的计算,稍有偏差都可能导致整个任务失败。所以,要成功使用一枚火箭将多颗卫星送入轨道,就必须要提高火箭的运载能力、掌握可靠的星箭分离技术,对于火箭的飞行路线以及星箭分离的时机都要进行缜密的计算,总之,这是一件非常复杂的事情。
正是因为相比传统的卫星发射方式,一箭多星具有相当的难度,所以能够掌握一箭多星的发射技术,也代表了一个国家的航天水平产生了突破性的进步。
那么,一枚火箭到底能够携带多少颗卫星呢?在人类的航天史上,最早开始尝试一箭多星发射任务的是美国,他们第一次进行一箭多星的发射是在1960年,这一次他们使用一枚火箭发射了两颗卫星,在成功之后,又于第二年尝试了一枚火箭携带三颗卫星,目前美国一箭多星的最高纪录是一箭29星。我国开始尝试一箭多星的发射是在1981年,在2015年9月20日的时候,我国使用长征六号火箭一次性将20颗卫星送上了天,这在当时创造了亚洲航天纪录,而在此之前,亚洲的一箭多星纪录一直是由印度保持的,他们在2013年使用一枚火箭将7颗卫星送入了轨道。
那么目前世界上一箭多星的纪录是由谁保持的呢?还是印度。在2017年2月15日的时候,印度发射了一枚携带104颗卫星的运载火箭,并成功将这些卫星送到了各自的预定轨道之上。
104颗,这个数字的确惊人,能够一次性将104颗卫星送入轨道,是不是代表着印度的航天技术水平已经达到了一个相当的高度呢?并非如此。一枚火箭同时搭载数颗卫星,这对于火箭的运载能力而言,的确是一种挑战,而印度之所以能够搭载104颗卫星,并不是在火箭的运载能力上有什么惊人的突破,更不是在火箭的推力上产生了怎样的增强,真正的原因是这些卫星都太小了,与我们通常对于卫星大小的认知有着明显的差异。
一些西方媒体对于印度这次发射的描述虽然有一些吃葡萄的心理,但也在一定程度上说出了事实,他们将此次一箭多星的发射描述为“在太空中撒土豆”,更有一些媒体毫不客气的认为这并不是104颗卫星,而是104个太空垃圾。
这些描述虽然带有讽刺意味,但表明了一个事实,就是并非携带的卫星数量越多,其航天技术水平就越高。一个国家一箭多星发射水平的高低主要取决于火箭的运载能力、火箭发动机的推力以及星箭分离技术、分导式多弹头技术等方面,其中火箭的运载能力以及发动机推力又是核心因素,只有这些核心技术得以提高,航天技术水平才算是获得了真正意义上的进步,至于是否创造卫星发射数量上的纪录,其实并没有实际意义。
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