充分挖掘火箭搭載潛力“太空擺渡車”助力航天新徵程

2019年12月16日，由航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院（以下簡稱火箭院）抓總研製的長征三號乙運載火箭搭配遠征一號，以“一箭雙星”的形式將兩顆北斗三號衞星送入預定軌道，標誌着北斗三號工程MEO（中圓地球軌道）導航衞星全球組網任務圓滿收官。

截至目前，遠征一號上面級在北斗三號工程發射中完成了12次任務，將24顆中圓地球軌道衞星準確送入預定軌道，為北斗三號工程組網任務的最終順利完成奠定了堅實基礎，被人們形象地稱之為“太空擺渡車”。

長征三號甲系列火箭副總師葉成敏介紹：“上面級的專業名稱為’軌道轉移飛行器’，形象地理解就是‘太空擺渡車’，它是將有效載荷（如衞星）從某個轉移軌道，送入預定工作軌道或預定空間位置的具有自主獨立性的航天運輸飛行器。”

自2008年啓動遠征上面級的關鍵技術攻關和工程研製工作起，研製團隊先後突破了熱控、長時間自主導航制導、長時間滑行推進劑管理、遠距離高碼率測控等多項重大關鍵技術，開展了千餘項地面試驗，針對長時間在軌飛行經歷的空間輻照、空間熱環境開展了大量的環境適應設計、分析與驗證，採用了百餘項新技術以滿足長時間在軌任務要求。

2015年3月30日，長征三號丙運載火箭搭配遠征一號上面級成功將第17顆北斗導航衞星直接送入工作軌道，遠征一號成功首飛，完美首秀。

2015年7月25日，長征三號乙運載火箭搭配遠征一號上面級以“一箭雙星”的方式成功將第18、19顆北斗導航衞星送入預定軌道，標誌着我國用於中高軌航天器直接入軌一箭多星發射任務的常規液體上面級技術完成了從方案設想到工程應用的巨大跨越，採用遠征一號上面級“一箭雙星”直接入軌發射成為北斗三號衞星工程的主要發射方式。

“遠征一號上面級的成功研製，改變了上面級與火箭原有固定、單一的組合狀態，創造了靈活、多樣的組合模式，模塊化、組合化、系列化設計理念衍生出可與我國新一代運載火箭組合實施發射飛行任務的上面級，極大程度挖掘了火箭的搭載潛力，提升了我國火箭滿足不同用户需要的適應性，提高了我國火箭在國際發射市場的競爭力。”火箭院運載火箭系列總設計師、中國工程院院士龍樂豪説。

在遠征一號上面級研製成功後，研製隊伍逐步完善優化，通過改進型號，研製形成了遠征一號甲、遠征一號S、遠征二號等多型上面級產品，將遠征上面級家族打造成中國航天又一精品之作。

遠征一號甲上面級被稱為“升級版太空擺渡車”，於2016年6月搭載長征七號火箭完成首飛。遠征一號甲上面級一方面繼承了遠征一號上面級的成熟可靠技術，有效控制了研製風險，另一方面進行了諸多技術改進，實現了全方位的性能“升級”，發動機起動次數由遠征一號的2次提升為20次，在外太空工作時間由遠征一號上面級的數小時提升為數天，這兩項技術的突破有效支撐了遠征一號甲上面級大範圍軌道機動、多載荷軌道部署和多項空間試驗的開展。

遠征一號S上面級在遠征一號上面級的基礎上進行改進，主要針對短時間的飛行任務，是商業版遠征一號上面級。設計人員進行系統優化，使得遠征一號S上面級在與基礎級分離完成後馬上點火加速，整個飛行任務基本上在1小時內完成，重量和成本大為降低，在市場競爭中更具優勢。2018年10月9日，遠征一號S上面級攜手長征二號丙運載火箭將遙感三十二號01組衞星送入預定軌道。

未來，更多、更好的遠征上面級，將助力航天人贏得國家任務與商業市場的新遠征。