印度今早“一箭36星”成功发射,我国为何不热衷这种发射模式?

北京时间10月23日凌晨2时37分,印度起飞重量最大的GSLV Mk-III 型运载火箭,成功将36颗英国一网公司最新发展的低轨道纳米通信卫星送入预定轨道,这不仅意味着印度开始大规模布局商业航天发射市场,同时也意味着GSLV Mk-III 型运载火箭的首飞成功,以及为接下来印度实施载人航天奠定了基础优势。

可以说这两年特别是以美国SpaceX旗下的猎鹰-9运载火箭多次执行“一箭多星”发射任务后,全球范围内采用这种“公交车集载”发射模式的卫星数量越来越多。但为何航天实力出众的我国却一直不热衷这种航天发射模式呢?

首先需要澄清的是,我国不热衷这种一箭多星的发射模式,并非技术原因,相反我国在一箭多星发射技术上比印度、SpaceX先进的多。比如今年2月份我国首次发射长征8号遥二光杆型运载火箭时,就一次性发射了22颗不同类型的各类小型卫星,而且这22颗卫星并没有和印度、SpaceX一样天女散花般一次性释放到统一轨道,而是借助适配器将卫星分别送入了不同高度的运行轨道,光是这一点就直接将印度、SpaceX这些只会在同一轨道释放纳米卫星的航企甩好几条街。

其实我国一直不太热衷这种一箭多星的发射模式,主要和我国航天发展规划有直接关系,因为我国当下航天发展主要是继续开展载人航天、深空探测两大方向。前者如神舟载人飞船、天舟货运飞船、天宫空间站建设这些,后者则如火星探测、月球采样返回这些。而载人航天和深空探测的航天器单体重量都很大,比如神舟载人飞船单体重量将近9吨,天舟货运飞船单体重量接近14吨,天宫空间站不管是天和核心舱还是问天、梦天实验舱,单体重量都超过了20吨以上。

深空探测方面的天问一号火星探测器单体重量虽然只有5吨,但需要运载火箭直接将其送到高度更高的地火转移轨道,对于火箭的运载力、推重比、发动机比冲都有着更高的要求;此前发射的嫦娥5号月球探测器重量达到了8.2吨,也需要火箭直接将其送往地月转移轨道。

那光是执行这些单体重量都在好几吨、甚至几十吨的大型航天器发射任务,就已经占据了我国航天发射的主要载荷。像我国运载力最大的长征5B大型运载火箭近地轨道运载力22吨,只能发射一个核心舱或者实验舱,但如果用长征5B来执行一箭多星发射任务的话,估计长征5B发射一次,SpaceX的猎鹰-9火箭至少得发射四五次才行。

不过我国近几年投入运营的三型快速反应运载火箭,基本都在执行一箭多星的发射模式。比如长征六号小型运载火箭在今年8月份就曾一箭16星发射过,最大发射记录更是达到了一箭20星;长征11号小型运载火箭自2018年首飞发射以来,已经先后多次完成一箭5星发射任务;快舟一号小型运载火箭,也从2013年首飞以来,已经先后多次完成一箭6星发射任务,而这三大快速反应卫星主要执行的都是一些小型商业、试验卫星的发射任务。

所以不是我国不热衷一箭多星发射任务,而是当前我国航天发展的两大方向中,无论任何一种航天器质量都非常大,根本不可能实现一箭多星发射模式,只有一些小型商业卫星等航天任务,需要用到一箭多星技术来将降低发射成本。

如果从一箭多星技术的优势来说,一箭多星最大的优势就是能够更充分地利用火箭运载能力,提高发射效率,降低发射成本。但这种一箭多星的发射模式,只适用于小型纳米卫星,这些卫星普遍重量只有几十千克,体积也非常小巧,且运行寿命较短,一般只有一两年时间。

而我国当前长征系列运载火箭,主要执行和突破的是更大单体质量、更高轨道的发射任务。比如这个月底,长征5B运载火箭就要将单体重量22.5吨的梦天号实验舱,一次性发射到近地轨道上去和天宫空间站交会对接,这样的技术对于印度就算再摸索10年也不一定能实现,包括将火箭重复回收利用耍的非常溜的美国SpaceX,当下也没有这个实力。

而且对于这种一箭几十星的发射模式,相信要不了多久我国也就开展,因为当下我国正在开展“鸿雁星座”和“行云工程”两大“国网航天工程”。

鸿雁和行云工程都是类似SpaceX的星链全球通信系统,只不过前者属于航天科技、后者属于航天科工。但两者整体性能都比星链先进得多。同样发射到近地轨道的通信卫星寿命更长、信号覆盖范围更广、通信速率更高,而且所需卫星数量更少,且能够根据所在地区的人口数量和分散密度实时调整卫星信号覆盖率。

反观SpaceX的“星链”为了降低成本、只能降低技术标准,所以性能不行只能数量来凑,也就造成了整个星链必须有两三万个纳米卫星才行,而且在星链建设过程中,初期发射的部分星链就已经退役,所以就需要永远性的一边退役、一边发射来维持整个星链系统的正常运转。

虽然现阶段有传闻称航天科工、航天科技、中电科以及国内几大私营航天企业都计划或者正在实施的航天建设工程被统一暂停,是因为类似星链这种小尺寸纳米卫星组建的低轨通信系统会造成近地轨道侵占、严重影响卫星运行以及会增加太空垃圾。所以我们国家已经将这些不同的低轨道卫星通信系统进行了整合,由各大企业参与,统一建设的“国网系统”,将涵盖通信、卫生、医疗、地质、环境、气象、航拍等数十种覆盖民用的超大型卫星低轨系统。

而且早在2020年,我国就向国际电信联盟ITU提交了一个由12992个卫星组成的卫星系统计划书,所以迎来我们一箭几十星、一箭上百星的好日子,也已经在路上了。