一箭22 星，长征八号“变形”创纪录

文/胡蓝月

▲长八遥二火箭起飞 屠海超 摄

一支穿云箭，散布满天星。

首飞一年后，长征八号运载火箭在2022 年2 月27 日以全新姿态第二次从文昌航天发射场起飞。此次出征，长八火箭“轻装简行”，去掉了两枚助推器，从两级半变为两级串联构型，整流罩缩短，携带22 颗卫星奔赴500 千米外的太阳同步轨道，刷新了我国一箭多星发射的纪录，也快速交出了商业卫星共享发射的第一张满分答卷。

22位“乘客”享受头等舱

长征八号运载火箭由航天科技集团一院研制，此次搭载的22 颗卫星连同卫星支架总重约2.6 吨，卫星分别来自国内7 家商业航天企业，最重的“乘客”是一颗重约340 千克的小卫星，最轻的一颗微卫星重约15 千克。

长八火箭总体副主任设计师陈晓飞形容，所有卫星都享受头等舱待遇，长征八号火箭好比驶向太阳同步轨道的列车，22 位乘客经过40 分钟的旅行后，将抵达同一目的地。

22 颗卫星分离时会互相撞击吗？经过严格的论证，长八火箭专家给出了明确的答复——绝对安全，能确保卫星放得下、分得开、控得住，目标是一次安置到位。

在长八火箭的整流罩内，22 颗卫星化零为整，按照重量、大小被安置在三段式多星支架上，每颗卫星都有固定“座位”，等到火箭抵达指定位置，再按顺序依次“下车”。

因为22 颗卫星主要为光学遥感卫星，在经过目标观测点时需要充足的光线，才能对同一地点开展连续观测。经过协商，火箭被安排在阳光直射、最适宜观测的中午起飞。

整流罩内的三段式多星支架自顶向下被划分为3 层。顶层圆盘像顶帽子，上面安置了6 颗卫星；中段的圆筒好比躯干，承载空间大，分两层挂载14 颗卫星；末段锥形似裙摆，搭载两颗较轻的微小卫星。

长八火箭结构总体副主任设计师于龙介绍，当火箭末级抵达指定位置，调整方向，分12 次释放卫星。

从顶层圆盘开始，多星支架朝飞行方向弹出第一颗卫星，随后火箭末级带动支架在空中转体，卫星有节奏地与火箭分离，依次飞向工作轨道，支架躯干上最后一组6 颗卫星同时解锁，如烟花盛开，一首由22 颗卫星奏响的太空圆舞曲落下帷幕。

▲长八遥二火箭整流罩内部

经测算，卫星无论是在刚分离时，还是在绕地球飞行2～3 周后，都安全可控。

提高发射服务性价比

长八火箭700 千米太阳同步轨道的运载能力可达5 吨，本次发射任务卫星总重约2 吨，加上卫星支架总重也不超过3 吨，如果用长八首飞的两级半构型执行任务，就像“大马拉小车”——成本高、收益少。

为此，长八火箭研制团队在确保安全可靠的前提下，对箭体做“减法”，既能完成发射任务，又能节约成本。全新面貌的长征八号遥二火箭是在首飞成功的长征八号基础型上不增加研制成本、牵引出的一枚改进型火箭。

在设计环节，研制团队结合本次飞行条件，优先采用已有的成熟技术和产品，在长八首飞的飞行包络内执行任务。

▲仰视长八遥二火箭

在生产环节，长证八号芯一级与长征七号芯一级基本一致，芯二级与长三甲三级基本一致，采用了通用的4.2 米直径整流罩，分系统和下游配套单位可以直接提供成熟产品，快速用于火箭总装总测。

在发射环节，去掉两枚助推器后，由助推器执行的点火、分离环节取消，火箭执行的动作更简单，火箭可靠性随之提升。

科研人员的研制理念是模块化、系列化、组合化。这也是新一代运载火箭研制的基本思路，面向商业航天市场，多星发射将成为长八火箭的常态。

基于成熟技术和产品，长八火箭可以有效提升研制效率、提高火箭发射服务性价比。以此次发射服务为契机，长八队伍还将推动搭载模式及星箭接口的标准化，以提高长八任务的适应性，更灵活、快速地执行发射任务。

专家强调要追求性价比，每发火箭承担的任务不同，相比技术突破，这次发射更注重商业逻辑，降低成本，提高效率。

据悉，目前长八火箭总装最快是23 天，但总装后从天津厂房运到发射场，还需进行火工品安装、单元测试等工作，周期仍较长。在长八火箭总指挥肖耘看来，如果在发射场旁就近建设总装测试厂房，把发射场测试和出厂测试合二为一，火箭总装、测试后直接到塔架上准备发射，就能节省一系列测试、检查、转运步骤，极大压缩火箭在发射场的周期，适应未来市场对长八火箭快速发射的需求。

把视野放长远，一院海南分院项目落地文昌国际航天城，将布局建设创新研发区、商业航天区等功能区，论证布局重型运载火箭、新一代载人运载火箭总装测试基地和大型地面试验设施。文昌国际航天城管理局也多次公开表示，海南将用足用好国家政策，加快推动文昌航天发射场建设商业发射工位。为此，海南总装测试厂房已经开始施工建设，发射工位也正在论证过程中。届时，7 天就能实现一次长八火箭发射，一年可发射50 发。

▲长八遥二火箭吊装星罩组合体

正如肖耘所言，未来航天产品也要像汽车那样采用脉动式生产，用流水线的方式制造火箭，长征八号将有力推动我国中型运载火箭的更新换代，满足未来中低轨高密度发射任务需求。

共享发射 前途远大

长八遥二火箭这次发射任务很特殊，2021 年前后经历了3 轮“拼车”，10 月份才敲定最后一份合同，此时距离火箭发射仅剩4 个月。

2020 年12 月，长征八号运载火箭首飞成功，随后长八队伍瞄准一年后的发射窗口，提前备料投产，先确定发射日期，再到市场上寻找“乘客”。尤其是长八火箭作为“新面孔”，亟需第二次成功来巩固市场信心、积累飞行子样、增强影响力。

在长八型号两总的带领下，商务团队和技术团队一起行动，在火箭首飞成功2 个月后，从长春到珠海绕着半个中国走访了一圈，寻找商业发射市场。

▲长八遥二火箭相比长八遥一火箭，从外观就能发现改进不少

我国航天发射任务越来越密集，商业卫星发射数量逐年增长，长征八号火箭生逢其时，机遇多，竞争也随之而来。在发射市场上，长征八号火箭的优势明显，它采用了长征七号、长征三号火箭的成熟模块，用最短时间完成研制，成为我国目前中低轨运载火箭中运力最强的商业火箭，基于火箭的运载能力，长八火箭发射价格具有竞争力。

但就长八遥二任务而言，要在2022 年2 月完成发射，面临着巨大挑战。首先，所有客户必须具备在2022年2 月以前发射的能力，这对卫星研制进度把控提出了比较高的要求；同时，长八火箭运载能力大，需要寻找更多的小卫星用户“拼车”，以保证发射服务总收益能覆盖火箭成本，因此，火箭方和航天科技集团所属长城公司选定市场需求量最大的500 千米太阳同步轨道。

火箭能否按时出厂发射？长八团队瞄准2022 年元旦前后，锁定发射时间，倒排生产进度，在没有明确任务安排的情况下，提前准备产品。

航天发射是高风险领域，长八团队和卫星用户谨慎又急切地开始了双向选择。

▲长八遥二火箭转场

卫星企业在衡量长八火箭在发射市场上的可靠性和性价比，长八团队对卫星企业的资质、研制进度和资金实力做调研，在安全可靠的前提下提升价格优势。

针对航天发射高风险特性，长城公司为一些有需求的客户安排发射保险，组织了多场国内外保险宣讲，介绍长八火箭的成熟模块设计理念，让保险市场和客户更好地了解长征火箭的安全性、可靠性。长八首飞成功8 个月后，长八遥二团队敲定了首批合作伙伴。

随着发射时间一天天临近，各家卫星进度不尽相同。星箭接口是第一道关卡，文件需要列出卫星发射对运载火箭和发射场的技术要求，以接口控制文件为依据，星箭才能真正开始“牵手”，进行下一步研制工作。

在长八火箭按文件投产了接口部件后，其中一些卫星用户因为频率申请、研制进度、资金等问题陆续退出合作。长八商务团队在储备的用户名单中重新寻找合作伙伴，设计团队也随之开展了30 多轮方案迭代。由于搭载卫星的数量和人选一直在变，星箭接口的协调工作量很大，长八队伍对商业航天市场有了更深刻的认识。

随着电子产品的集成化、模块化的发展，中低轨道的小卫星发射需求呈现井喷式增长，纵览国内外发射服务市场，具有高性价比的共享发射已经成为一种越来越成熟、愈来愈普遍的发射方式，被市场认可。

美国太空探索技术公司自2021开始，每年向市场推销两三次“太空拼车”，也曾一次发射了143 颗卫星；印度曾有过一箭发射104 颗卫星的发射记录。

面对国内蓬勃发射的商业发射服务市场需求，长城公司在2021 年使用长征六号火箭完成了长征火箭的首个共享火箭发射服务，又在珠海航展期间举办了长征八号、长征二号丁火箭“拼车”发射签约仪式。

长八队伍总结称，目前多变的星箭接口给火箭方带来巨大的工作量，后续需要制定产品化的标准接口规范，更多地实现产品化，进一步简化流程。共享火箭模式还有很多机会逐步完善。

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22 颗卫星都有什么用

此次由长征八号火箭发射升空的22 颗卫星主要用于提供商业遥感信息、海洋环境监测、森林防火减灾等服务，技术颇有亮点。

泰景三号01 星是0.5 米分辨率可见光遥感卫星，接近240 千克，高分辨率、高质量的光学遥感图像可以用作资源详查、城市规划、环境保护等诸多领域，有望服务国内广大相关企业、政府等机构。

泰景四号01 星是国内首颗X波段商业SAR 卫星，约340 千克，是22 颗卫星中的“大哥大”，可用于全天时、全天候地获取高分辨率地表雷达图像，向用户提供多样化、高质量SAR 图像。

海南一号01/02 星均是对地观测遥感卫星。海南一号01 星主要应用于海上动态目标观测，海南一号02 星可对港口、机场、重点城市等进行观测，获取彩色图像，具备视频成像功能，两者将有效服务海南省及周边区域的海洋保护、渔业生产和自然资源调查等多个领域。

文昌一号01/02 星均是宽幅可见光遥感卫星，单星约62 千克，主要功能为对地对海成像和船舶信号采集，将为用户提供光学遥感图像和船舶监测数据，对我国海洋海情监视和船只识别、监视提供技术支持。

吉林一号高分03D10～18 星作为高分辨遥感卫星，可获取分辨率优于0.75 米、幅宽大于17 千米的静态推扫影像。吉林一号MF02A01星是多功能业务化卫星，主要用于验证新型通用化卫星平台设计的合理性及可靠性。这10 颗吉林一号系列卫星将为智慧城市建设、自然资源监测、生态环境保护、农业生产等提供助力。

巢湖一号卫星是国内首颗商业组网SAR 遥感卫星，标志着国产商业SAR 卫星正式进入批产组网时代，其设计具备6 小时应急成像能力。

创星雷神号卫星仅15 千克出头，用途却不简单，将开展基于商用现货器件的星上数据内部传输和加密存储技术验证，为后续开展低成本民用航天载荷积累技术和在轨经验。

天启星座19 星主要应用于气象、环保、地震、林业、水利、海洋以及船运、货运、输变电、应急等行业用户的目标位置、状态等信息的采集回传。该卫星还在国内首次搭载了最前沿的碘离子电推进系统，主要服务于卫星寿命末期离轨，为履行空间碎片减缓义务提供更高效的解决方案。

星时代-17 卫星能大范围获取地表可见光及热红外影像，将重点为成都大运会提供场馆建设、智慧赛事、生态监测、应急处置等方面的服务，在碳中和监测、防火减灾、违规燃烧监测、电力巡检等方面为大运会提供绿色安全的科技保障。

▲星时代-17 卫星与成都大运会吉祥物

值得关注的是，启明星一号卫星堪称中国首个学生造的遥感卫星。2019 年9 月武汉大学论文答辩会上，有学生感觉“有很多新想法，但得不到想要的数据去验证”，师生干脆决定打造卫星，获取遥感数据。先后有50 余名学生参与设计、研发及测试，包括20 多名本科生，造就了我国首颗可见光高光谱和夜光多光谱多模式在轨可编程卫星。未来，启明星一号卫星将为全球所有高校和科研院所提供免费共享数据。

西电一号卫星约88 千克，主要载荷是高光谱探测相机，可以捕获到各类特殊类型的地物特征，如植被、土壤以及农作物状态等。作为中星·丝路天图遥感卫星星座的首发星，西电一号卫星将服务秦岭地区生态环境保护，对重点地区进行常态化监测和应急响应，未来将服务国土资源管理、农业资源调查统计、生态环境监测与评价、城市遥感综合应用、安全应急、数字社区、精准农业、交通运输、旅游、考古文保等领域。

▲便携式测控设备

火箭发射卫星成功，离不开轨道测控服务。此次航天驭星为18 颗卫星提供服务，根据任务要求，结合不同卫星工作体制、轨道特性等进行了精密规划和周密部署，共调用全球27 套地面站。

其中，航天驭星调用精河站、中卫站、库尔勒站、石家庄站、成都站等共12 套设备，成功实现16 颗卫星的首圈次同时测控。

此外，针对此次任务，航天驭星还投入了6 套自主研发的新型便携式设备，其波束角宽的优势在卫星入轨捕获阶段发挥了极大作用，主要针对卫星/火箭机动应急测控、低速遥感数据接收、卫星高速上注等应用场景设计，具备多种模式全功能测控和数据接收能力，支持多频段工作和便携机动，能够有效扩展星箭测控能力，提升星箭地通信便捷性和灵活性，为快速发射、应急测控、遥感导航等应用场景提供了迅捷平台。