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）