航天硬实力!印度1箭104星与“长八”1箭22星哪个更厉害?

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航天硬实力!印度1箭104星与“长八”1箭22星哪个更厉害?

“长八”遥二发射


北京时间2022年2月27日11:06,执行1箭22星“拼车”发射任务的“长征八号”遥二运载火箭,在海南文昌发射场201发射塔发射升空,拉开文昌发射场商业发射大幕。


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此次发射打破了 . 由“长六”遥一在2015年9月20日创造的我国1箭20星的纪录,这让很多人想起了印度,其PSLV-C37火箭在2017年2月15日创造了1箭104星的世界纪录,直到2021年1月24才被执行Transporter-1任务的“猎鹰九号”以1箭143星打破。


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PSLV-C37发射


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Transporter-1任务卫星


那么,PSLV的1箭104星与“长八”1箭22星哪个技术难度更大?哪个更有含金量?为此,可以从多个方面加以比较,得到更接近真实的答案。


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“小土豆”VS“大西瓜”


在PSLV-C37执行的1箭104星任务中,104颗卫星的总质量为1378千克[1],单颗卫星的平均质量只有13.25千克。而“长八”遥二执行的1箭22星任务则有很大不同,22颗卫星的总质量达到1758.5千克[2],单颗卫星的平均质量为79.93千克,是前者的6倍,如果将前者比作“土豆”,那么后者则更像是“西瓜”,平均体量差距十分悬殊!


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“长八”遥二任务卫星


单星平均质量体现的不仅是运力问题,质量更大的卫星其发射难度更大、入轨要求更高。同时,质量更大的卫星意味着拥有更大的平台,可以搭载更强大更先进的载荷,总体技术含量更高,这也是“长八”1箭22星比起PSLV的1箭104星更优的地方。


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“顺风车”挂票服务VS“拼车”VIP尊享


值得一提的是,PSLV-C37执行的1箭104星任务是1次搭载任务,其中印度Cartosat-2D高分辨率遥感卫星是此次发射的主载荷,质量714千克[1],占到载荷总质量的52%,其余103颗卫星为搭载星,质量之和约664千克[1],搭载星平均质量只有6.45千克。这些搭载星均属于微纳卫星,除了来自印度的2颗卫星质量稍大,分别为8.4千克和9.7千克,其它来自美国、以色列、哈萨克斯坦、瑞士、阿联酋和荷兰等国家的101颗卫星,最大质量不超过4.7千克。这些搭载星大部分采用立方星的标准制造,遵循标准的尺寸规格和机械、电气接口,对释放精度和释放姿态也没有特殊的要求,技术要求相对简单。


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PSLV-C37搭载的纳米卫星“陈家镛一号”


形象一点表达,这种主星加搭载星的模式属于“顺风车”业务,一切以主星的需求为准,目标轨道、发射窗口等基本上都是依据主星的要求来确定的,搭载星只能确认是否可以在这样的轨道上工作,并且不能影响到主星的安全,才能确定能否搭载。在搭载任务中,搭载星只是被顺路捎带,需要满足较多的约束条件才能“上车”。


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在“顺风车”模式下,运载火箭对于主星之外的搭载星采取相对粗放的部署方式,PSLV的1箭104星任务中,其中101颗纳米卫星的释放过程不到10分钟,足见这就是按顺序“撒土豆”,“土豆们”除了能够大致入轨也就不能有更高的要求了。


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不同的是,“长八”遥二作为“共享火箭”,其1箭22星任务属于“拼车”业务,每一颗卫星都是主星。在此次任务中,虽然22颗卫星的质量有着明显差别,最大的一颗为北京微纳星空的“泰景四号”01星,质量为350千克,但是其中17颗卫星质量都在40千克以上,低于20千克的只有长沙天仪研究院的“创星雷神号”,质量为14千克,没有PSLV-C37任务中的101颗不超过4.7千克的“土豆”卫星。


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在“拼车”模式下,每一颗卫星的释放姿态、速度、时间都有严格要求,遥二1箭22星先后分12批次完成释放,实现卫星精准入轨,自火箭发射到卫星完成部署历时长达40分钟。相对PSLV火箭1箭104星粗放“撒土豆”,“长八”1箭22星就像是集约播种,在指定位置精准投放。


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PSLV常温上面级VS“长八”低温上面级


印度PSLV(极轨卫星运载火箭)采用4级半构型,4个芯级火箭串联,并在芯一级周身捆绑6枚固体火箭助推器,其600千米太阳同步轨道(SSO)运力为1.75吨[3]。由于PSLV使用的是不具备2次启动能力的常温上面级,在执行1箭104星发射任务时,只能将卫星部署在同一轨道,即执行同轨多星的部署,上面级在关机并完成主星部署后无法进行大幅机动,只能在微小的时间、速度、角度差异下完成部署工作。说到底,还是火箭能力限制了任务执行的空间。


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PSLV


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PSLV助推器


“长八”遥二采用2级构型,其配备了具备2次启动能力的氢氧上面级,700千米SSO运力达到了3吨。虽然都是执行同轨多星的发射任务,但是遥二拥有2次启动能力的上面级提供了大范围机动的能力,能为22颗卫星的部署提供更合适的时间、速度、角度,最终实现精准入轨。


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总体而言,印度PSLV-C37的1箭104星任务是充分利用主星之外剩余运力的“顺风车”业务,在同一轨道“撒土豆”并没有太大的技术难度,比起印度更早的1箭20星纪录也不存在技术上的突破,只是在一枚火箭里装了更多的“土豆”。而“长八”遥二执行的则是个个都是主角的“拼车”业务,没有能力强大的上面级、没有严密的部署设计是完不成的,并且部署的大都是质量相对较大的、有较高要求的卫星,总体技术难度明显高于PSLV-C37的1箭104星。


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不过,PSLV-C37的1箭104星也有过人之处,任务之中有101颗搭载卫星来自印度之外的国家,是一次成功的国际商业航天发射实践,而“长八”遥二1箭22星均来自国内,这一方面差距还是很明显的。未来,期待“长八”在国际商业航天发射市场能够有所斩获!


作者:大白高国

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参考资料


[1]数据引自新华网发布http://www.xinhuanet.com/world/2017-02/16/c_129481524.htm


[2]数据引自北京微纳星空发布https://mp.weixin.qq.com/s/O7dHLPbyOPHSSxLE_M1lPQ


[3]数据引自印度空间研究组织(ISRO)官网https://www.isro.gov.in/launchers/pslv

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