“金牌火箭”如何助力北斗衞星全球組網

六月的西昌衞星發射中心，夏蟲輕鳴，草木繁茂。6月23日9時43分，隨着發射指令下達，屹立於山谷中的火箭拔地而起，直奔寰宇。由航天科技集團一院抓總研製的長征三號乙運載火箭，將北斗系統第55顆導航衞星成功送入預定軌道。至此，長征三號甲系列運載火箭（以下簡稱“長三甲系列火箭”）完成了北斗導航工程的全部發射任務。

作為高強密度發射的主力，長三甲系列火箭是我國目前高軌道上發射次數最多、成功率最高的火箭系列，有“金牌火箭”的美譽。自2000年10月31日發射我國第一顆北斗導航試驗衞星算起，長三甲系列火箭至今共進行了44次發射，將4顆北斗導航試驗衞星、55顆北斗導航衞星成功護送升空，發射成功率達100%。

長三甲系列火箭脱穎而出

相較於北斗一號、北斗二號，北斗三號工程對運載火箭提出了一型火箭多軌道面組網發射的新要求，需要長三甲系列火箭具備高、中軌道高度，東射向、南射向多方向的發射能力。

“長三甲系列火箭的創新與北斗導航系統的發展相輔相成。研製團隊為了滿足北斗組網的不同階段要求，開展了大量的技術創新工作。”據長三甲系列火箭總設計師姜傑回憶，當年長三甲系列火箭接到北斗發射任務時，僅具備地球靜止軌道衞星發射能力。為滿足北斗導航工程的建設需求，研製團隊開展了以發射地球同步轉移軌道（IGSO）、中圓軌道（MEO）、地球同步軌道(GEO)軌道設計技術為代表的攻關研製，以滿足該工程對火箭運載能力和衞星軌道部署的雙向需求。

“北斗三號要在短時間內完成高密度組網，必須採用‘火箭+上面級’這種發射方式，直接將衞星送入工作軌道。”據航天科技集團一院遠征系列上面級副總設計師葉成敏介紹，作為我國第一款“太空擺渡車”，遠征上面級的主直徑為2.8米，工作時間數個小時，主要針對中高軌直接入軌任務研製——“遠征一號上面級有兩次啓動能力，可以將衞星的入軌時間從數天縮短為數小時，而且不耗費衞星的燃料”。

據悉，在北斗三號全球組網建設中，遠征一號上面級在北斗三號工程發射中圓滿完成了12次任務，將全部24顆中圓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。

“去任務化”創造高密度發射紀錄

過去火箭的生產需要根據任務需求單件定製，難以滿足北斗導航工程的高強密度發射要求。為此，研製隊伍提出了通過模塊化、通用化、去任務化的方式來設計生產火箭的組批生產模式。

“在‘去任務化’設計生產中，我們將火箭研製分成兩部分：像衞星支架、整流罩和飛行軟件部分，都與衞星有關聯，所以要根據任務來定製；其他箭上產品的技術狀態是一樣的，可以提前在流水線上批量化生產，這就大大提高了火箭的生產效率，也提升了火箭對任務的適應性。”長三甲系列火箭總指揮岑拯介紹。

自2017年年底開始，北斗全球組網進入“快車道”，尤其是在2018年7月10日至11月19日的133天中，長三甲系列火箭7次發射，成功將12顆北斗導航衞星送入軌道。“平均一次火箭發射僅間隔19天，創造了北斗組網高密度發射紀錄。”岑拯説。

用成功踐行航天報國的使命

在“金牌火箭”的背後，是成千上萬名航天人在平凡而關鍵的崗位上不斷創新、默默奉獻。

長三甲系列火箭作為北斗導航工程建設的“專車”，在研製過程中既要穩定技術狀態，控制更改的影響範圍，又要不斷創新改進，提高火箭的適應力和可靠性，而這一度被業界認為是“魚與熊掌不可兼得”的挑戰。為了能夠兼得“魚與熊掌”，46歲的航天“老兵”胡煒帶領當時平均年齡不足30歲的總體設計團隊，僅用幾年時間就完成了以多窗口發射和複合制導為代表的多項技術攻關，攻克了低温火箭運載能力提升等難題。

“要永遠保持年輕的心態、創新的勇氣和拼搏的衝動。”看到長三甲系列火箭創下北斗發射100%成功的佳績時，胡煒如此表達自己的感悟。

陳燕光，曾任長三甲系列火箭總體網和動力測控系統主任設計師，2012年7月因病去世，享年54歲。在生命的最後時刻，他最放心不下的，還是工作。

“建設航天強國，需要勇攀高峯的科學追求，需要無私奉獻的崇高境界。中國航天事業發展的背後，是這些默默無聞的奉獻者十幾年如一日，以赤誠赴使命，用熱血寫忠誠。他們用成功踐行了航天報國的初心和使命，譜寫了航天強國建設的新篇章。”航天科技集團一院運載火箭系列總設計師、中國工程院院士龍樂豪説。