關注 | 今天!中國又一次飛天大捷,北鬥發射成功率達100%!

北京新浪網 02-12 23:06

今天,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,以「一箭雙星」方式將北鬥三號第五、六顆全球組網導航衛星成功送入預定軌道。

這是長征三號甲系列火箭的第84次發射,也是其與北鬥衛星家族的第27次「牽手」,標誌著北鬥導航系統進入全球組網的密集發射階段。

來自中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術研究院和中國西昌衛星發射中心的數據顯示,從2000年10月31日,長征三號甲系列運載火箭發射我國第一顆北鬥導航衛星算起,至今共進行了27次發射,將33顆北鬥導航衛星成功護送升空,「發射成功率百分之百!」

(郭立亮攝影)

43天7次發射!中國長征火箭開啟「超級2018」

這是繼今年1月12日以來,該火箭又一次實現「一箭雙星」發射,這也是今年以來,長征系列火箭完成的第7次成功發射。

43天7次發射——平均不到一周實施一次發射的頻率,而這,只是今年長征系列火箭「高密度發射」的一個縮影。

記者從中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術研究院了解到,今年我國長征系列運載火箭預計將執行以北鬥衛星組網、嫦娥四號探月為代表的35次發射任務,發射密度將再創歷史新高。

長三甲將平均26天發射一次,接近去年全年發射總和

中國運載火箭技術研究院長征三號甲系列火箭總指揮岑拯告訴記者,在今年的35次火箭發射中,有「金牌火箭」美譽之稱的長征三號甲系列火箭將有14次發射任務,佔全年發射次數的60%。

這意味著,僅這一系列的火箭一年的發射次數,就接近我國2017年全年全部火箭發射次數的總和。岑拯說,從全年的發射計劃來看,長三甲系列火箭平均26天就要進行一次發射。

這14次發射任務中,長三甲系列火箭有10次是執行北鬥導航衛星發射,其中8次將是以「一箭雙星」的方式執行發射任務。

岑拯說,對於長三甲系列火箭,高密度在後續幾年裡將會成為常態。從2018年到2020年,長三甲系列火箭預計將執行40次發射任務,任務可以說「非常飽滿」。

長二丙火箭時隔19年重返國際商業發射舞台

同樣有「金牌火箭」之稱的長征二號丙火箭也將在2018年迎來「最強考驗」。

中國運載火箭技術研究院長征二號丙火箭總指揮肖耘告訴記者,在今年長二丙火箭的6次發射任務中,研製隊伍將在酒泉、太原、西昌三大發射場「三線作戰」。這其中有兩次國際航天發射令人矚目,分別是巴基斯坦遙感衛星、中法海洋衛星。

這標誌著長二丙火箭在1999年完成銥星發射任務后,時隔19年,將重新返回國際商業發射服務市場。

長三甲系列火箭總設計師、中國科學院院士姜傑說,面對高密度發射的挑戰,火箭研製隊伍將之視為壓力,更將之視為動力。長三甲系列火箭自誕生之日起,就承擔著我國火箭探索系列化、通用化、組合化發展模式的重任。

她告訴記者,在2015年,長三甲系列火箭曾經創造出109天成功實施7次發射的紀錄。研製隊伍在前期成功經驗的基礎上,也希望能夠實現同一種構型的火箭在單機、系統甚至箭上互相通用,讓火箭與不同任務自由搭配,實現快速反應,按時完成。

「快響利箭」發射次數將超前兩年任務總和

作為我國長征系列運載火箭中唯一的一型固體運載火箭,長征十一號運載火箭憑藉發射準備時間短的優勢,被譽為「快響利箭」。

中國運載火箭技術研究院長征十一號火箭總指揮楊毅強告訴記者,今年長征十一號火箭預計將執行發射歐比特衛星、吉林一號衛星等4次商業航天的發射任務。

楊毅強說,近年來隨著科學試驗衛星和商業衛星市場的蓬勃發展,「小體格」「快響應」的衛星發射需求越來越大,快速、靈活、高可靠的長十一火箭正在成為越來越多科學試驗衛星和商業衛星發射的首選。

今年1月19日,長征十一號火箭「一箭六星」的發射就成功實現了首次「全商業」發射,成功將6顆商業衛星送入預定軌道。而今年全年預計的4次發射任務,將是長十一火箭之前兩年發射任務總和的兩倍。

對於一型新研火箭來說,全年4次的「高密度」是前所未有的挑戰。楊毅強說,「未來火箭研製團隊還將研製更大規模的商業型固體運載火箭,力爭運載能力更大、發射成本更低、發射周期更短」。

春節前夕,執行北鬥三期第三次全球組網的長三甲系列火箭發射隊依然堅守在火箭發射的第一線。

岑拯說,根據今年全年的任務情況,很多發射隊員有將近一年的時間需要紮根在發射場。今年春節,發射隊員在短暫休息后,3月初就又要再赴發射場執行下一發射任務。

北鬥性能與GPS媲美,可滿足共享單車電子圍欄需求

至於全球衛星導航系統,人們最熟悉的莫過於美國的GPS,而北鬥全球衛星導航系統,則是我國科技領域中長期發展規劃的16項重大專項之一。在此之前,我國已先後發射多顆北鬥一號、北鬥二號衛星,前者向中國提供服務,後者向亞太地區提供服務——這些也讓我國成為繼美、俄之後世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。

如今發射的北鬥三號衛星則是向全球提供服務。

隨之而來的是幾個疑問:作為給全人類提供時間坐標和空間坐標的基礎設施,中國的全球衛星導航系統一旦建成,

其性能究竟如何,能否和GPS一決高下?

其壽命又幾何,能否供人類連續可靠地使用?

此外,其兼容性如何,能否讓人們在包括GPS、北鬥在內的多個導航系統之間順利切換?

按照中國航天科技集團五院北鬥三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍的說法,北鬥三號性能在北鬥二號的基礎上,提升了1至2倍的定位精度,達到2.5米-5米的水平,建成后的北鬥全球導航系統將為民用用戶免費提供約10米精度的定位服務、0.2米/秒的測速服務。

「這樣的精度,將與美國GPS相媲美」,謝軍說。

他舉了個形象的例子:當前人們使用的共享單車,就可以用高精度定位功能提供「電子圍欄」技術進行管理。

此外,北鬥三號導航系統以其高精度定位的優勢,還可以向用戶提供精密測量測繪數據,謝軍說,「測量地震后建築物的下沉變化等,幾毫米的下沉,都逃不過北鬥的法眼」。

謝軍告訴記者,早在北鬥二號正式提供「亞太區域」導航服務前,我國就開始了北鬥三號「全球範圍」導航系統的論證研製工作,並在設計之初,就把目標放在尚未發射的第三代GPS導航衛星,以及歐洲伽利略導航系統的設計指標上。

值得一提的是,如今已經在軌運行的北鬥導航衛星,分佈在中圓軌道、地球靜止軌道和同步傾斜地球軌道上。

如今發射的北鬥三號衛星,就分佈在中圓軌道,在這裏的衛星可以「遊走」全球,這也是GPS等衛星導航系統使用的通用軌道。

謝軍說,地球靜止軌道一般是通信衛星使用,也因此,運行於該軌道的北鬥衛星還可以發揮通信功能,具有短報文等特色功能。

「如果說GPS只能告訴用戶什麼時間、在什麼地方,北鬥系統還可以將用戶的位置信息發送出去,讓其他人可以知道用戶的情況,這在一定程度上解決了『何人、何事、何地』的問題」,謝軍說。

而這,正是中國北鬥衛星導航系統的一大特色,謝軍說,靠北鬥一個終端,就可以導航、通信兼備。?

壽命10年以上,每一次導航至少4顆北鬥提供服務

當然,是設備就有「當機」的時候。

如果GPS系統發生故障,就好比我們被人蒙住了雙眼,無法前行——這也是我國決定建設北鬥導航全球定位系統的一個重要原因。

中國航天科技集團五院北鬥三號衛星總指揮遲軍說,就像停水停電影響城市生活一樣,衛星導航服務一旦中斷,國家和社會的正常運行會受到很大的影響,因此,對衛星導航的可靠性、連續性提出了苛刻設計的要求。

遲軍說,北鬥三號衛星的設計壽命達到10年以上,這是國際導航衛星的先進水平,如此為衛星在軌服務的連續性、可靠性和穩定性提供了基礎保證。

按照他的說法,作為一個系統工程,用戶每一次享受到北鬥系統的服務,都必須保證有至少4顆衛星提供服務。

此外,北鬥又是一個全球覆蓋的系統,至少需要有20餘顆衛星同時提供穩定服務,這一特點決定了北鬥系統對質量可靠性要求比單星更高,對產品可靠性的要求更苛刻。畢竟,北鬥系統的最終使用者是成千上萬的普通用戶。?

遲軍說,也因此,北鬥三號在衛星元器件的選擇上,設置了更高的門檻,其次,衛星具有自主修復功能,採取了多種軟體、硬體措施保證服務不中斷,這些措施都將為大幅提高衛星的可靠性提供保證。?

中國航天科技集團五院北鬥三號衛星總設計師王平也提到,北鬥衛星全球導航系統採用多重可靠性「加固」措施,希望在最大限度上增強系統的保險係數——

比如,系統建成后,「運行衛星數量大於服務必需衛星數」,即衛星有冗餘;再如,每顆衛星都配備了多台銣原子鐘,形成「雙保險」一起提供服務,即單機雙備份。

遲軍以北鬥二號為例,2012年北鬥二號系統正式對亞太地區提供服務,從運行的連續性、定位的精準性和系統的可用性來看,系統運行狀態良好。據他透露,「北鬥全球系統非計劃中斷指標為每年0.4次,這也達到了國際先進水平」。

不迴避和其他衛星導航系統「競爭」問題,為用戶提供兼容選擇

當然,在北鬥系統迅速建設的同時,有一個問題無法迴避,那就是該如何看待北鬥和其他衛星導航系統的關係?

放眼全球,包括美國GPS、歐洲伽利略GALILEO、俄羅斯格洛納斯GLONASS以及中國北鬥在內的世界四大衛星導航系統,爭奇鬥豔。

遲軍說,我國在啟動北鬥導航系統建設之初就給予了回答,即「中國的北鬥,世界的北鬥」——它不僅為中國人民,同樣也要為世界人民做出貢獻。

這並非虛言,他說,北鬥要與其他衛星導航系統相互兼容。具體到技術層面,即通過北鬥兼容互操作技術,為用戶能在終端上接收多個信號提供了基礎,這就給用戶提供多種選擇。

「北鬥導航系統兼容、互操作的便利性將保證全球用戶利益的最大化。」遲軍說。

按照他的說法,一旦GPS、北鬥、格洛納斯、伽利略等系統都完全建成,全世界的導航衛星將達到100顆以上,這也就意味著全球用戶可以接收到更多的可用衛星信號,實現各大系統兼容,將對全球用戶產生極大的好處。

他還提到,加強與其他衛星導航系統間的溝通,推動衛星導航技術的兼容性應用,是發展衛星導航系統的重要課題。目前,我國正向航天強國邁進,我國北鬥導航衛星系統將以面向全球、造福全人類的姿態,為祖國、為世界建設精品工程。

今天,中國北鬥的寬廣胸懷已經敞開,等待著世界的接納。

記者&微信編輯:邱晨輝。

圖片除署名外來自楊志遠、謝奇勇。

視頻來源於航天科技集團,GIF圖由來點科學微信公號轉制。

來源:來點科學 ID:zqbscience

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