印成功發射“一箭104星” 一箭多星優勢難點在哪

資料圖：印度發射運載火箭

據《印度斯坦時報》2月15日報道，印度已發射攜帶104顆衛星的火箭。

據稱，火箭與印度時間上午9時28分發射，目前火箭狀態一切正常。

據此前消息，印度航天部門于15日通過運載火箭一次性發射104顆衛星，若取得成功，將是一個“創紀錄的驚人壯舉”。此前的紀錄保持者是俄羅斯2014年創造的“一箭37星”，而中國和印度此前都發過“一箭20星”。

哪些國家做到一箭多星？

2008年4月，印度一箭10星，創造亞洲紀錄。

2009年9月，印度一箭7星。

2013年2月25日，印度航天部門利用一枚PSLV-C20極地衛星運載火箭，再次一箭7星。

2015年9月20日，中國用長征六號火箭將一箭20星發射入軌，創造了國內單次發射衛星數量之最，也奪得亞洲記錄。

2016年6月22日，印度利用PSLV-C34極地衛星運載火箭火箭將20顆衛星送入太空，追平一年前中國創造的亞洲記錄。

延伸閱讀：

航天強國一箭多星你追我趕、屢破記錄

我們梳理一下，近年來一箭多星的發射記錄。

首先是美俄。

2013年11月19日，美國宇航局發射過一箭29星。

2013年11月21日，美國一箭29星僅僅兩天后，俄羅斯實現一箭32星(其中的一顆意大利衛星采用子母模式，在入軌一個月后，將釋放出其攜帶的多顆子衛星，從而使發射載荷總數達到32個)。

2014年6月20日，俄羅斯創造一箭37星的記錄。33顆衛星以精確的30秒時間間隔在軌相繼部署，避免了碰撞，另有1個裝載了4顆衛星的母體航天器也被部署，并在隨后不久釋放了4顆衛星。

然后是亞洲的中印。

2007年，印度完成一箭4星，創亞洲記錄

2008年4月，印度一箭10星，再創亞洲紀錄。

2009年9月，印度一箭7星。

2013年2月25日，印度航天部門利用一枚PSLV-C20極地衛星運載火箭，再次一箭7星。

2013年4月26日，中國長征二號丁火箭將“高分一號”對地觀測衛星和其他3顆衛星分別送入不同軌道，實現一箭4星。

2015年9月20日，中國用長征六號火箭實現一箭20星，創造了國內單次發射衛星數量之最，當時也奪得亞洲記錄。

2016年6月22日，印度利用PSLV-C34極地衛星運載火箭火箭將20顆衛星送入太空，追平不到一年前中國創造的亞洲記錄。

一箭多星技術難在哪？

目前，掌握“一箭多星”技術的國家和組織并不多，僅有美俄歐中印，還有一個日本，據說也掌握。印度此次發射如果完全成功，標志著印度繼成功完成火星軌道探測器發射任務后進一步增強了太空技能。

此次一箭104星(最大的730公斤，最小的5公斤)的挑戰在于，不到600秒內，101顆外國衛星將以每小時2.7萬公里的迅猛速度被送入天空——相當于客機平均速度的40倍，按順序依次序發射，使它們不相互干擾并進入各自單獨的軌道，正如印度專家所言，在近乎零重力的情況下，這么多衛星避免互相爭搶和推推搡搡，并不容易。

“一箭多星”可以充分利用運載火箭的運載能力余量，經濟便捷地將衛星送入地球軌道，為衛星發射服務提供多種選擇模式，對微小衛星的發展而言尤其重要。用一枚運載火箭發射多顆衛星，按入軌模式可分為兩大類：一類是把一批衛星送入基本相同的軌道，當火箭抵達預定軌道后，所有的衛星就像天女散花一樣被釋放出去，我們可形象的稱之為“天女散花”;另一類則是把多顆衛星分別送入不同參數的軌道，通常需要專門的分配器，印度此次一箭104星應該就采用這種模式。兩種入軌模式都需要火箭多星發射裝置的規格化、集成化，便于星與箭的便捷結合。

以2015年9月20日中國長征六號一箭20星為例，采用的就是“天女散花”方式。該火箭副總設計師周遇仁透露，光是要在有限的整流罩空間內安置下20顆小衛星就相當不容易，這些衛星被分成3層，像金字塔般分別排列，最底層安放5顆主星，其中2顆主星各自抱著2顆子星;中間層有4顆主星，其中1顆主星的懷中抱著5顆子星，最上面一層則是1顆主星抱著1顆子星。

對于“天女散花”這種釋放方式，還需要解決的關鍵技術是防止大量衛星釋放時的碰撞問題。中國長征六號一箭20星采用的新火箭，創造性地采用支承艙+多星分配器的布局方式，確保衛星分離速度、方向各不相同，保證分離的安全性。10顆主星按照一、二、三層依次釋放，第三層的5顆主星分2次釋放，另外10顆子星擇機釋放。此外，火箭末級還可以高精度調姿和實現正推軌道控制。

當然，隨著小衛星技術以及“一箭多星”發射的不斷提高，人類進入太空的門檻越來越低，一些小國、企業，甚至學校都可以發射小衛星。印度此次火箭搭載的大多是很小的衛星，功能不強、壽命不長，主要用于對地觀測和科技試驗等，所以，說印度此次發射是對“制造太空垃圾做出重大貢獻”，也不為過。

因此，印度此次一箭104星，確實創造了世界紀錄，但這只是一箭多星技術的量變過程，并不是實現人類衛星發射技術的質變突破，并不值得過分拔高。中國航天從發展伊始就穩扎穩打，并不過于追求所謂“世界第一、人類記錄”等華麗的展示，近些年，中國航天發射亮點頻出，尤其是大推力運載火箭的進程有目共睹，我們對中國航天信心十足。而印度專家自己也承認，“對于重型運載火箭，我們仍缺乏像樣的設備。”

印度航天的價格成本優勢有多大？

近年來各國紛紛加入“一箭多星”競爭中，目的并非完全是為炫耀火箭技術，更多是爭奪市場這塊“大蛋糕”。目前，衛星研制小型化、模塊化、集成化是國際衛星研制的基本趨勢之一。有航天專家表示，鑒于衛星在日常生活中的作用日益顯著，越來越多的私人公司、大學等機構也有意參與衛星研制，其中技術門檻低的微小衛星備受青睞。與大衛星相比，單顆小衛星的功能相對較低，但用多顆小衛星組合起來合作完成某項特定任務，性價比可能更高。

然而擺在小衛星面前的一個重要難題是單獨發射的成本過高。“一箭多星”能分攤發射成本，這為小衛星的高速發展擺平了最后一道障礙。每次發射的衛星數量越多，單顆衛星的花費就越低，如果有批量化運載火箭的訂單，火箭的研制成本還會更低。此外，由于發射低軌衛星的運載火箭比高軌衛星的火箭便宜，而小衛星一般采用500公里以下高度的軌道，這也為進一步降低小衛星的發射成本指明了方向。

航天發射除了能夠提升民族精神層面的信心和雄心，提升國家戰略地位之外，還可以轉化為“切實的經濟利益”，爭搶豐厚商業利潤。根據政府數據，迄今印度已為21個國家發射了79顆衛星，包括來自大公司谷歌和空客的衛星，這為印度帶來至少1.57億美元的收入。美國CNN提及，近年來美國的私人公司發現，委托印度發射航天器確實便宜。比如，印度首顆火星探測器發射耗資7400萬美元，比好萊塢太空科幻大片《地心引力》的制作費還要低1億美元。印度航天發射的“低成本”部分原因固然在于擁有工程師等人力成本較低的優勢，更有來自印度政府層面的大力支持，無論是預算資金支持，還是各項經濟便利。

印度航天的實力還表現在火星探測方面

實際上，關于印度航天事業，令世界刮目相看的是在火星探測方面的成績。印度于2013年，2014年進入環火星軌道并工作至今，印度由此成為全球首個首次發射火星探測器就獲得成功的國家，那顆探測器也是亞洲首個成功抵達火星的探測器。印度的火星登陸計劃定于2021-2022年，很可能派遣機器人登陸火星表面，而首次金星任務可能是環繞飛行的勘測計劃。