一箭五星,即用一枚运载火箭同时或先后将五颗卫星送入地球轨道的技术,与传统的单星发射相比,其能更充分地利用火箭运载能力,提高发射效率,降低发射成本,是一种优越的发射方式。
“一箭多星”是一种先进的发射方式,通常包括两种常用的发射方式。第一种是把几颗卫星一次送入一个相同的轨道上;第二种是分次分批释放卫星,使各颗卫星分别进入不同的轨道。就是说,运载火箭达到某一预定轨道速度时,先释放第一颗卫星,使卫星进入第一种轨道运行,然后火箭继续飞行,达到另一种预定的轨道速度时,又释放第二颗卫星,依此类推,逐个把卫星送入各自的运行轨道。[6]
一箭多星的发射成功,标志着运载火箭能力的提高,标志着分导核弹头、发射技术和火箭与卫星分离技术上的新突破。一箭五星(An arrow five-star ;Arrow Five-Star)是一箭多星的其中一种方式。
最早实现“一箭多星”的国家是美国。1960年,美国首次用一枚火箭发射了两颗卫星,1961年又实现了一箭三星,接着,前苏联多次用一枚火箭发射8颗卫星,欧洲航天局也掌握了这种发射技术。中国在1981年9月成功地用一枚“风暴”一号运载火箭将一组三颗“实践”二号卫星送入地球轨道,成为第四个独立掌握“一箭多星”发射技术的国家。
截止到2019年1月,发射“一箭多星”数量最多的是印度。印度在2010年7月12日完成用一颗“PSLV “型火箭顺利发射五颗卫星。印度“一箭五星”的发射,对外展示了该国航天的雄厚实力。这次“一箭五星”发射中的卫星还包括一颗重约117公斤的阿尔及利亚卫星;另外还有3颗分别由加拿大、瑞士以及印度两所工程学院研制的卫星。
NASA首次“一箭五星”发射
2007年2月17日,美国国家航空航天局(NASA)成功地进行了“一箭五星”的发射,并在其历史上写下了创记录的一笔。五个相同的探测卫星搭乘一枚“德尔塔Ⅱ”型火箭,在美国航空航天局的肯尼迪航天中心成功升空。此次发射“一箭五星”是美国航空航天局“西弥斯任务”的一部分,该任务总投资大约达到两亿美元,目的主要是要探究地球大气中强大的地磁亚暴现象。除了探测使命意义重大,这同时也是美国航空航天局历史上单枚火箭发射卫星数量最多的一次,所以其成功发射也创下了该机构的一项记录。
印度“一箭五星”发射
印度空间研究组织于2010年7月12日成功发射一枚极地卫星运载火箭,把5颗卫星送入太空轨道。印度新德里电视台等媒体对这次发射进行了全程直播。极地卫星运载火箭“PSLV-C 15” 于当地时间12日上午9点22分(北京时间12日11点52分)在东部安得拉邦的斯里赫里戈达发射场升空后,把5颗卫星一一送入轨道。每成功一次,控制中心就爆发出掌声和欢呼声。印度空间研究组织主席拉达克里希南(K. Radhakrishnan)通过电视直播宣布,“发射取得成功”,并向所有参与项目的科学家表示感谢。簇拥在他身边的科学家难掩激动之情。在5颗卫星中,一颗由印度研制的高分辨率遥感卫星“Cartosat-2B”引人关注。这颗卫星重694公斤,印方称该卫星主要用于绘制地图等。
一箭五星2018年4月26日中午,在酒泉卫星发射中心,长征十一号固体运载火箭将“珠海一号”五颗卫星精确送入预定轨道,“一箭五星”发射任务取得圆满成功。这是中国星座组网同一轨道面发射卫星数量最多的一次发射,也是中国长征系列运载火箭的第272次发射。
2019年11月13日14时35分,中国在太原卫星发射中心用长征六号运载火箭,以一箭五星方式成功将宁夏一号卫星(又称钟子号卫星)发射升空,卫星顺利进入预定轨道,任务获得圆满成功。[7]
2021年7月3日10时51分,中国在太原卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,以“一箭五星”的方式成功把吉林一号宽幅01B卫星、3颗吉林一号高分03D卫星和星时代-10卫星送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。[8]
2021年12月7日,谷神星一号遥二运载火箭在中国酒泉卫星发射中心成功发射升空,将搭载的天津大学一号、丽泽一号、宝酝号、金紫荆五号、金紫荆一号03星等5颗小卫星顺利送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。[4]
2022年4月30日11时30分,长征十一号运载火箭在中国黄海南部海域,以“一箭五星”方式托举吉林一号高分系列卫星点火升空,随后卫星被顺利送入预定轨道,发射取得圆满成功。[9]
2022年11月16日14时20分,谷神星一号遥四运载火箭在中国酒泉卫星发射中心成功发射升空,将搭载的5颗吉林一号高分03D卫星顺利送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。[10]
2023年1月9日13时04分,星河动力航天公司于酒泉卫星发射中心成功发射谷神星一号(遥五)运载火箭,顺利将科技壹号卫星、西永微电园1号星(天目一号气象星座01星)与西永微电园2号星(天目一号气象星座02星)、天启星座13星(阿拉善一号)、南通中学号共5颗卫星精确送入预定轨道。[5]
2021年谷神星一号遥二运载火箭的发射是国内民营火箭首次连续成功和首次一箭多星商业发射,标志着谷神星一号商业火箭技术状态日趋成熟,在国内民营商业运载火箭型号中率先迈入商业化发射交付新阶段。[11]
一箭多星技术可以充分利用运载火箭的运载能力余量,经济便捷地将多颗卫星送入地球轨道,尤其是对微小卫星的发展而言更加重要。杨宇光解释说:“以往火箭发射卫星一般都会有一些运载能力剩余,随着微小卫星技术的发展,这些微小卫星就可以利用这些剩余运载能力搭载升空,形象地说就是搭‘顺风车’,这样可以降低发射费用。”[12]