“金牌火箭”如何助力北斗卫星全球组网

六月的西昌卫星发射中心，夏虫轻鸣，草木繁茂。6月23日9时43分，随着发射指令下达，屹立于山谷中的火箭拔地而起，直奔寰宇。由航天科技集团一院抓总研制的长征三号乙运载火箭，将北斗系统第55颗导航卫星成功送入预定轨道。至此，长征三号甲系列运载火箭（以下简称“长三甲系列火箭”）完成了北斗导航工程的全部发射任务。

作为高强密度发射的主力，长三甲系列火箭是我国目前高轨道上发射次数最多、成功率最高的火箭系列，有“金牌火箭”的美誉。自2000年10月31日发射我国第一颗北斗导航试验卫星算起，长三甲系列火箭至今共进行了44次发射，将4颗北斗导航试验卫星、55颗北斗导航卫星成功护送升空，发射成功率达100%。

长三甲系列火箭脱颖而出

相较于北斗一号、北斗二号，北斗三号工程对运载火箭提出了一型火箭多轨道面组网发射的新要求，需要长三甲系列火箭具备高、中轨道高度，东射向、南射向多方向的发射能力。

“长三甲系列火箭的创新与北斗导航系统的发展相辅相成。研制团队为了满足北斗组网的不同阶段要求，开展了大量的技术创新工作。”据长三甲系列火箭总设计师姜杰回忆，当年长三甲系列火箭接到北斗发射任务时，仅具备地球静止轨道卫星发射能力。为满足北斗导航工程的建设需求，研制团队开展了以发射地球同步转移轨道（IGSO）、中圆轨道（MEO）、地球同步轨道(GEO)轨道设计技术为代表的攻关研制，以满足该工程对火箭运载能力和卫星轨道部署的双向需求。

“北斗三号要在短时间内完成高密度组网，必须采用‘火箭+上面级’这种发射方式，直接将卫星送入工作轨道。”据航天科技集团一院远征系列上面级副总设计师叶成敏介绍，作为我国第一款“太空摆渡车”，远征上面级的主直径为2.8米，工作时间数个小时，主要针对中高轨直接入轨任务研制——“远征一号上面级有两次启动能力，可以将卫星的入轨时间从数天缩短为数小时，而且不耗费卫星的燃料”。

据悉，在北斗三号全球组网建设中，远征一号上面级在北斗三号工程发射中圆满完成了12次任务，将全部24颗中圆轨道卫星准确送入预定轨道，为北斗三号工程组网任务的最终顺利完成奠定了坚实基础。

“去任务化”创造高密度发射纪录

过去火箭的生产需要根据任务需求单件定制，难以满足北斗导航工程的高强密度发射要求。为此，研制队伍提出了通过模块化、通用化、去任务化的方式来设计生产火箭的组批生产模式。

“在‘去任务化’设计生产中，我们将火箭研制分成两部分：像卫星支架、整流罩和飞行软件部分，都与卫星有关联，所以要根据任务来定制；其他箭上产品的技术状态是一样的，可以提前在流水线上批量化生产，这就大大提高了火箭的生产效率，也提升了火箭对任务的适应性。”长三甲系列火箭总指挥岑拯介绍。

自2017年年底开始，北斗全球组网进入“快车道”，尤其是在2018年7月10日至11月19日的133天中，长三甲系列火箭7次发射，成功将12颗北斗导航卫星送入轨道。“平均一次火箭发射仅间隔19天，创造了北斗组网高密度发射纪录。”岑拯说。

用成功践行航天报国的使命

在“金牌火箭”的背后，是成千上万名航天人在平凡而关键的岗位上不断创新、默默奉献。

长三甲系列火箭作为北斗导航工程建设的“专车”，在研制过程中既要稳定技术状态，控制更改的影响范围，又要不断创新改进，提高火箭的适应力和可靠性，而这一度被业界认为是“鱼与熊掌不可兼得”的挑战。为了能够兼得“鱼与熊掌”，46岁的航天“老兵”胡炜带领当时平均年龄不足30岁的总体设计团队，仅用几年时间就完成了以多窗口发射和复合制导为代表的多项技术攻关，攻克了低温火箭运载能力提升等难题。

“要永远保持年轻的心态、创新的勇气和拼搏的冲动。”看到长三甲系列火箭创下北斗发射100%成功的佳绩时，胡炜如此表达自己的感悟。

陈燕光，曾任长三甲系列火箭总体网和动力测控系统主任设计师，2012年7月因病去世，享年54岁。在生命的最后时刻，他最放心不下的，还是工作。

“建设航天强国，需要勇攀高峰的科学追求，需要无私奉献的崇高境界。中国航天事业发展的背后，是这些默默无闻的奉献者十几年如一日，以赤诚赴使命，用热血写忠诚。他们用成功践行了航天报国的初心和使命，谱写了航天强国建设的新篇章。”航天科技集团一院运载火箭系列总设计师、中国工程院院士龙乐豪说。