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超越美俄!印度成功发射一箭104星 创造新世界纪录

2017-02-16 09:30:39           
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超越美俄!印度成功发射一箭104星 创造新世界纪录,印度当地时间 2 月 15 日 9 时 28 分(北京时间 2 月 15 日 11 时 58 分),印度空间研究组织 ISRO 在该国南部萨迪什·达万航天中心成功发射一箭 104 星,打破俄罗斯在 2014 年 6 月创造的“一箭 37 星”世界纪录,是迄今人类单次发射卫星数量最多的一次。

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执行本次发射任务的 PSLV 火箭升空画面

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101 颗微小卫星被装配在这 25 个“箱子”里

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来自美国同一家公司的 88 颗微小卫星

本次发射的 104 颗卫星来自 7 个国家,印度本国研制的高分辨率遥感卫星“Cartosat-2D”是此次发射的主载荷,该卫星重 714 公斤,这也是印度“Cartosat-2”系列遥感卫星的第四颗。此次发射还包括两颗印度纳米卫星:“INS-1A”与“INS-1B”,这两颗卫星搭载了由 ISRO 空间应用中心与光电系统实验室提供的四种不同载荷,将在太空进行各种实验,两颗卫星预期工作寿命 6 到 12 个月。

其余 101 颗纳米卫星分属 6 个国家,其中 96 颗来自美国,另外 5 颗分属以色列、哈萨克斯坦、荷兰,瑞士与阿联酋。104 颗卫星总质量 1378 公斤,这些卫星被部署在距离地面 505 千米高的太阳同步轨道(SSO)上。

在本次发射前,没有任何一个国家的航天机构或私人公司一次发射如此多的卫星。此前印度一箭多星发射纪录是 2016 年 6 月创造的一箭 20 星,追平中国长征六号火箭在 2015 年 9 月创造的一箭 20 星亚洲纪录。

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本次发射主载荷:印度-CartoSat-2D 卫星

  同一家公司 88 颗卫星打包发射

本次发射的 96 颗美国卫星中,有 88 颗来自旧金山“行星”(Planet)公司,这些卫星组成名为“Flock-3p”的地球成像星座,这也是迄今全球卫星公司规模最大的一次发射。该公司运营着名为“鸽群”的多颗微小卫星,为商业用户提供中等分辨率的地球图像。在此次任务前,行星公司已向太空部署了总计 133 颗鸽群卫星,这些卫星大部分在国际空间站进行轨道部署,少部分由 PSLV 火箭搭载升空。

“Flock-3p”地球成像星座由 100 颗微小卫星组成,首批 12 颗卫星已在 2016 年 6 月由 PSLV 火箭送入太空,本次发射的 88 颗卫星使该星座完成组网,可每天对整个地球进行扫描成像。

另外 8 颗美国微小卫星来自施派尔公司,该公司计划组建由 29 颗微小卫星组成的“狐猴-2”星座。该星座将采集大气数据用于气象研究,并跟踪全球船舶位置。狐猴星座可利用 GPS 掩星测量提供大气温度、湿度、气压的垂直分布数据,应用于天气预报,而自动识别系统捕捉的信号可进行海面船舶跟踪。

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此前在国际空间站被释放的“鸽群”卫星

  低成本微小卫星成大趋势

在 2000 年以后,越来越多质量与体积更小的微小卫星受到用户青睐。最初,这些微小卫星因为低成本优势,被应用于教育与科普项目。随着技术进步,成像系统等有效载荷已能够装备在这些微小卫星上,很多商业公司开始关注微小卫星市场。

在 2013 年前,教育类微小卫星还占据多数,但现在这个局面已经改变,更多商用微小卫星开始主导这个蓬勃发展的市场。PSLV 火箭发射的这一百多颗微小卫星就涵盖了多项应用,包括对地观测、气象应用、船舶跟踪、以及其他研究平台。这些微小卫星可以作为次要载荷进入太空,节省大量发射成本。

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本次发射使用的极轨卫星运载火箭(PSLV)

  所用火箭成功率较高

印度本国研制的极轨卫星运载火箭 PSLV 执行了此次发射任务。该火箭全长 44.4 米,起飞质量 320 吨,太阳同步轨道运载能力 1.75 吨。这也是 PSLV 火箭的第 40 次发射,此前该火箭 39 次发射 37 次获成功,目前成功率 95%。

本次发射的 PSLV 火箭属 XL 版本,配置了捆绑式固体助推器,拥有更强的运载能力,可将固体火箭发动机原始动力与液体燃料发动机的精准相结合,精确地将有效载荷送抵目标轨道。

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PSLV 太阳同步轨道发射任务飞行轨迹

  火箭飞行过程

在芯一级火箭点火工作后,捆绑在一级火箭周围的六枚固体助推器中的四枚开始工作,火箭开始垂直爬升,随后程序转弯向东南方向飞行。在升空后 25 秒,剩余两枚固体助推器开始工作,此时火箭推力超过 800 吨,飞行速度很快超过声速。在飞行过程中,PSLV 火箭还进行了一次“狗腿机动”,以避开斯里兰卡岛上的居民区。

火箭在升空后 70 秒至 92 秒开始抛助推器,芯一级火箭 168 吨的液体燃料也在升空后 1 分 51 秒消耗殆尽。随后一二级火箭分离,二级火箭 Vikas 发动机工作 2 分 22 秒。两片整流罩在火箭升空后 2 分 38 秒被抛弃,此次火箭已爬升至 117 千米高空,这里空气稀薄,对搭载的卫星不会产生危害。

二级火箭工作完成后,三级火箭发动机开始点火并工作 113 秒。而四级火箭在升空后 8 分 22 秒开始工作,工作时间持续 8 分 25 秒,将搭载的卫星送入 500 多千米的 SSO 轨道。

火箭将在升空后 17 分钟停止工作,半分钟后 CartoSat-2D 卫星首先分离进入轨道,印度两个纳米卫星也在十秒钟后分离,所有卫星分离在火箭升空后 30 分钟内完成。在太空一次性释放如此多微小卫星也是有风险的,特别在对这些卫星的识别上,这一过程预计需要几天至数周的时间,直到这些小卫星在太空慢慢疏散开来。

以往一箭多星发射纪录

2013 年 11 月 19 日,美国轨道科学公司用“弥诺陶洛斯”火箭成功在东海岸外瓦勒普斯岛发射一箭 29 星,创造新的世界纪录。

2013 年 11 月 21 日,俄罗斯成功发射一枚“第聂伯”火箭,将 32 颗卫星送入太空,打破美国两天前创造的世界纪录。

2013 年 6 月 20 日,俄罗斯成功发射一枚“第聂伯”火箭,将 37 颗卫星送入太空,创造新的世界纪录。

2015 年 9 月 20 日,中国新型运载火箭长征六号成功发射“一箭 20 星”,创造新的亚洲纪录。

2016 年 6 月 22 日,印度成功发射一枚 PSLV 火箭,将 20 颗卫星送入太空,追平中国在 2015 年创造的亚洲纪录。

2017 年 2 月 15 日,印度成功用一枚极轨卫星运载火箭发射 104 颗卫星,打破俄罗斯创造的一箭 37 星世界纪录。

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