NASA官員們認為“天運”是中國在展示其核彈頭變軌技術的成熟

　　中國航天人最近又公布了一款新型航天器，不過與以往的航天器不一樣，這不是一顆衛星，也不是一個新的空間站模型。而是一個類似於太空擺渡車用途的新型航天器，稱為"天運一號"上麵級。

　　根據媒體了解，"天運一號"上麵級計劃在2017年下半年發射，他的獨特之處，是其采用的液體發動機可以實現20次重複啟動，可以最多一次將10顆衛星放置在不同高度的軌道上。而以往這些隻能依靠火箭單獨發射，或者衛星利用自身燃料機動到指定軌道上。

“天運一號”上麵級

　　而且中國還要進一步研究發揮“上麵級”清理空間廢舊衛星的作用，使“太空巴士”能載著廢棄衛星一起飛向“墳墓”軌道，騰出有價值的軌道空間，減少對其它航天器的影響和威脅。

　　據悉這已經不是中國的第一次公布“上麵級”這一新性航天器，所謂"上麵級"就是運載火箭最上麵的一級或多級，其以下的幾級火箭被稱為基礎級。上麵級有自主軌道機動能力，在軌飛行時間長，一般可多次啟動點火，滿足不同發射任務需求，能將一個或多個有效載荷（如衛星、空間探測器等）送入預定軌道，就如同機場的擺渡車。使用上麵級可以大大減少有效載荷自身的燃料消耗，從而大大延長衛星和探測器工作壽命。

　　中國最早的成功應用航天領域的上麵級是遠征一號，從上世紀80年代末開始，中國先後研製出多型固體推進劑上麵級，共進行了10次飛行，全部獲得圓滿成功。但此前的上麵級均為滿足某種單一任務而研製，遠征一號上麵級則同時具備了多種特性，被火箭設計師稱為真正意義的“太空擺渡車”。

 

　　2015年7月25日，搭載兩顆新一代北鬥導航衛星的“長征三號乙/遠征一號”運載火箭在西昌衛星發射中心點火發射。而發射後約3.5小時，“遠征一號”上麵級將兩顆衛星準確送入預定軌道。2017年發射的"天運一號"將會是“遠征一號”的3倍多工作時長。

　　不過NASA的官員們並不認為這是中國航天利國利民的工程，更像是中國在展示其核彈頭變軌技術的成熟，並且將這種技術進一步演化成太空武器，必要時可以利用這一上麵級對美國在軌衛星實施推波助瀾式的自殺攻擊。

 

 

所謂“上麵級”就是運載火箭最上麵的一級或多級

　　根據NASA的官員表示，這種技術看起來更像是用於是核彈頭變軌的第二代的上麵級的民用化，而且中國以前在長征2C上使用過載荷分配器，這種載荷分配器可以讓上麵級與發射載荷一起自旋穩定，最終靠著離心力分離載荷。這種技術是跟彈道導彈的多彈頭技術非常類似。www.miercn.com 軍情第一站

　　不過NASA官員還對媒體稱，目前判斷天運的速度增量偏低，突出的是多次點火能力，根據宣傳其還有清理太空垃圾以及與非合作目標對接的能力。這個非合作目標對接可能是軍用自殺衛星的另一種說法，不過這種自殺衛星可能不是一次性的。

　　在冷戰時期蘇聯開發的自殺衛星多數都是直接碰撞摧毀他國衛星的，但是美國後期發展了衛星變軌技術，使得這種自殺衛星失去效果。但是中國這種可以多次變軌多次點火的上麵級，可能捕獲美國衛星，並把其推上墳墓軌道，使得其在短期內就進入地球大氣層燒毀。最主要中國的上麵級是多次重複使用，一次至少能夠捕獲獵殺3-4顆美國衛星。中國人的太空戰能力已經獲得增強。

　　為了應對中國日益發展的太空實力，美國除了加大在NASA的投資，同時鼓勵美國的民營企業發展各種快速發射運載火箭來補網損失的衛星，剛剛成功的獵鷹-9火箭的垂直回收就是一個明顯的例子。在這個領域，我們仍然需要追趕美國，這也是我們需要增強的。

 

 

遠征一號上麵級送北鬥雙星準確入軌

      在距離預定的發射窗口還有大概兩個星期時，在對上麵級推進劑貯箱壓力進行定期監測的過程中，發現貯箱壓力出現了微小的下降現象。經認真排查，貯箱密閉性良好，並未發生泄漏。壓力下降後的數值在設計方案允許的範圍內，不影響正常發射。最終找到了壓力下降的原因：加注前後推進劑溫度的變化以及貯箱內的氣液融合，是造成壓力下降的“幕後推手”。

選擇“專車” 告別勞頓
      中國航天科技集團公司以往研製的北鬥衛星中，用於變軌的動力係統必不可少。這樣的動力係統包括衛星變軌發動機和推進劑貯箱等，加注推進劑後的動力係統重量能占到衛星全重的60%左右。

實施發射時，火箭隻能將衛星發射至轉移軌道，從轉移軌道到工作軌道的路程，就要靠衛星自己“走”了。一般來說，這段路程需要衛星“走”上幾天的時間，實屬漫長。

衛星從轉移軌道“走”到工作軌道，需要多次變軌。實施變軌，就要消耗推進劑，這也是衛星一出發就要背負大量推進劑的原因。等到衛星終於進入工作軌道，推進劑也消耗得差不多了。在此後的衛星在軌工作期間，沒有什麽用處的動力係統還將始終伴隨著衛星，直至衛星“壽終正寢”。

北鬥雙星這次的太空之旅，沒有像它們前輩那樣曆經周折，而是取消了沉重的用於變軌的動力係統，因為有“專車”將它們直接送入工作軌道，省去了“步行”的辛苦。這個“專車”，就是遠征一號上麵級。

上麵級是一種具有自主獨立性的飛行器，由基礎級運載器發射進入準地球軌道或地球軌道，能夠依靠自身動力進一步將有效載荷送入預定工作軌道或預定空間位置。

在這次太空之旅中，北鬥雙星每顆星都有一個舒適的座位，它們端坐在上麵級的雙星分配器上，一路上還能從上麵級源源不斷地獲取電能。

7月25日晚，火箭起飛約800秒後，上麵級與火箭基礎級分離，上麵級主發動機第一次點火工作，帶著雙星繼續向前飛行。主發動機關機後，經過約3個小時的滑行，上麵級就載著雙星到達了遠地點的位置，這時上麵級主發動機第二次點火工作，帶著雙星抵達衛星工作軌道。

平緩分離 安全入軌
上麵級載著雙星到達工作軌道後，雙星如何與上麵級平穩安全分離至關重要。在茫茫太空中，兩個1噸多重的衛星從上麵級分離時一旦承受不了分離裝置解鎖瞬間產生的衝擊或是互相發生了碰撞，後果將不堪設想。

關於雙星與上麵級分離方案的研究，研製團隊選擇了一種成熟度較高的低衝擊分離裝置，連接在上麵級與雙星之間。但是在上麵級與雙星進行分離試驗時，一個可怕的問題暴露出來：

北鬥雙星承受不了分離裝置工作時對衛星產生的巨大衝擊。

這個問題必須解決，否則無法按期實施新一代北鬥導航衛星的一箭雙星發射，甚至將影響北鬥全球組網的進程。

長三甲係列火箭副總設計師葉成敏介紹，研製團隊對分離裝置內的火工品種類、衝擊的傳輸通道等進行了全新優化，又在多地的試驗場內進行了幾十次分離試驗，將衝擊一點點降了下來。同時，團隊還對衛星結構進行了緩衝處理，增大了衛星的抗衝擊能力。最終，分離裝置工作時對衛星的衝擊比最初的設計降低了40%~50%，解決了這一難題。

那麽兩顆衛星之間會不會發生碰撞呢？

上麵級的總體主任設計師陳益透露，研製團隊通過建立動力學模型篩選出了近百個極限偏差工況，對上麵級與雙星分離的近場、遠場情況進行了大量的仿真計算，還開展了多次模擬失重狀態的雙星旋轉分離試驗，終於確認北鬥雙星的分離方案科學有效、考慮充分，是完全安全可靠的。

隨著北鬥衛星導航係統全球組網進程的推進，上麵級發射北鬥衛星直接進入工作軌道的模式將成為新常態。長三甲係列火箭總設計師薑傑認為，上麵級發射北鬥衛星直接進入工作軌道，開辟了高軌道衛星快速進入空間的嶄新途徑，也拓展了長三甲係列火箭發展的新領域，“在後續北鬥組網發射任務中，上麵級還將多次展露身手。”（劉淮宇/文 謝奇勇/攝）

 

 

 

 

注：天運是立項前八院自己編的代號，立項後已經改名。

 

http://news.xinhuanet.com/mil/2015-12/17/c_1117494886.htm 

　     為了降低衛星發射成本，適應一箭多星的發展趨勢，長二丁研製團隊還在研發被稱為“太空巴士”的多星上麵級，其發動機可實現20次重複啟動，可以一次將10顆衛星放置在不同高度的軌道上。

　　“目前使用於長征二號丁、長征四號火箭的通用多星上麵級已經進入工程研製階段，計劃2017年下半年發射。”談學軍說。

　　專家介紹，“上麵級”是一種介於有效載荷與基礎級運載火箭之間的具有自主軌道機動能力的新型運輸工具，可以自主地將不同載荷運送到不同軌道。未來中國還將進一步研究發揮“上麵級”清理空間廢舊衛星的作用，使“太空巴士”能載著廢棄衛星一起飛向“墳墓”軌道，騰出有價值的軌道空間，減少對其它航天器的影響和威脅。