多星发射与世界航天纪录

刘进军

2013年，美国将发射1弹25颗卫星，俄罗斯将发射1弹27颗卫星。多星发射将引起世界瞩目，引发新一轮多星发射竞赛。

多星发射，又称一箭多星，是指一枚运载火箭将3颗或3颗以上卫星发射到预定轨道。多星发射就是在整流罩内多装几颗卫星，到太空一定的高度一起或分别发射出去。整流罩内的卫星根据多少、大小合理地安排好。这是一项充满风险和智慧的卫星发射技术。

多星发射

多星发射的分离技术与洲际导弹分导技术几乎一模一样。分导式导弹，号称“太空子母弹”。它在一枚洲际导弹上携带多枚弹头，在一定高度的太空分离，可以分别打击不同目标。多星发射具有强烈的军事技术色彩，各国竞相研发和运用。

多星发射与火箭变轨技术、侧向飞行机动控制技术、导爆索技术、高空轨道设计补偿技术、星箭整体起旋技术、星箭分离技术等密切相关。为了提高星箭分离的稳定性、可靠性和安全性，星箭分离有以下几种方式

弹射式多星分离：卫星和末级火箭上有分离推动装置，一般有压缩螺旋弹簧弹射器和喷气动力器，以弹射方式进行多星分离。

制动式多星分离：通常由火箭或利用推进剂贮箱排出的增压气体所产生的反推力，使末级火箭制动，以制动方式与卫星分离。

旋转式多星分离： 多星分配器的纵轴上并列安置多颗卫星。多星分配器带动卫星围绕纵轴旋转；分离时卫星解锁，在弹簧分离力和转动离心力的旋转方式下，将多星同时或分别分离部署。

若要实现一箭多星发射，需要在整流罩里安装一个多星分配器。卫星们并列或串列安置在多星分配器或发射装置上，星箭分离后分别送入各自不同的轨道或位置。星箭刚分离时，卫星与末级火箭具有相同的速度，并沿同一轨道飞行。由于低轨道仍有稀薄空气存在，卫星与火箭的外形、质量不同，空气动力学的阻力也不同，因而两者的距离逐渐被拉开。星箭分离成功。

多星分配器与卫星

多星发射的主要技术指标是发射数量、发射质量、发射精度和成功率。多星发射可以实现运载火箭搭载一大多小、同系列卫星等方式，发射多颗中、小、微型卫星。多星发射能减少运载火箭发射失败的风险，发射费用大大降低。多星发射的星箭分离技术具有重大的军事意义。本文的多星发射不包括航天飞机和空间站的多星发射。

多星发射成就

美国是第一个进行多星发射的国家，苏俄是多星发射次数最多，多星发射卫星数量最多，也是多星发射失败次数最多，多星发射卫星失败最多的国家。

1961年6月29日，美国第一次1箭3星发射，部分成功。

1964年8月18日，苏联第一次1箭3星发射成功。

1980年5月23日，欧洲空间局首次1箭7星多星发射，发射失败。

1981年9月19日，中国首次1箭3星发射成功。

1986年8月12日，日本第一次1箭3星发射成功。

1999年5月27日，印度首次1箭3星发射成功。

1998年是一个多星发射高峰年。世界各国总共发射83次，共174个航天器，最终158个航天器成功部署。美苏两国多星发射达17次，约占总发射次数20%；共多星发射93颗卫星，约占成功发射卫星53%；成功发射75颗，多星发射成功率约47%。美国多星发射共12次，搭载63颗卫星，其中1箭3星1次，1箭4星3次，1箭5星5次，1箭7星1次，1箭8星2次，全部发射成功；俄罗斯共多星发射5次，搭载30颗卫星，其中1箭3星2次，1箭6星2次，1箭12星1次，成功3次12颗，失败2次18颗。

随着火箭发射技术和多星发射技术的提高，多星发射方式越来越普遍。2009年，世界各国总共78次发射，73次成功；发射129个航天器，127个航天器入轨。其中，多星发射8次：日本1箭8星1次，欧洲空间局1箭4星1次，美国1箭5星1次，俄罗斯1箭3星2次、1箭6星1次、1箭7星1次，印度1箭6星1次。2009年，各国8次多星发射，全部成功，共将42颗卫星、航天器送入轨道。2009年，多星发射次数占总发射次数10.8%，卫星成功数量占成功总数33%。

2010年，全球共进行了74次发射，70次成功；129个航天器中121个入轨。其中，12次多星发射，将57颗航天器送入轨道；只有俄罗斯1次1箭3星失败，3颗“格洛纳斯”导航卫星报废。俄罗斯1箭3星4次、1箭4星1次、1箭6星1次，中国1箭3星2次，日本1箭8星1次，印度1箭5星1次，美国1箭9星1次，1箭10星1次。2010年，多星发射次数占总发射次数15%，卫星成功数量占成功总数47%。

2011年，各国总共84次发射，78次成功；发射137个航天器，127个航天器入轨；其中，多星发射9次，将43颗航天器送入轨道，美国1次1箭4星失败。2011年，多星发射中，美国1箭4星1次、1箭7星1次，印度1箭3星1次、1箭4星1次，俄罗斯1箭3星1次、1箭6星3次、1箭8星1次。2011年，多星发射次数占总发射次数10.7%，卫星成功数量占成功总数33.8%。

2012年，全球各国总共78次发射，72次成功，4次失败，2次部分成功；发射139个航天器，127个航天器入轨。各国共进行多星发射共计9次，将55个航天器送入太空。欧空局1箭10星1次，日本1箭4星1次、1箭6星1次；俄罗斯1箭4星1次，1箭5星1次，印度1箭3星1次，美国1箭14星1次，中国1箭3星1次、1箭4星1次。2012年，多星发射次数占总发射次数12.5%，卫星成功数量占成功总数43.3%。2012年，美国创造了1箭14星的发射卫星最多的世界航天纪录，与俄罗斯并列第一。

科技谱写荣耀。多星发射已经采用了地面、地下井、空中、水下、海上，以及航天飞机、空间站等多种发射方式。多星发射最大发射质量为美国“大力神-3D”运载火箭的12.3吨运载量，最大发射数量为俄罗斯和美国，各1箭14星。多星发射次数最多的是苏俄“宇宙-3M”运载火箭，共进行了46次1箭8星发射，一次失败8星毁灭，共将360颗“箭-1M”号军事通信卫星送入轨道。多星发射成功率最高的也是苏俄“宇宙-3M”运载火箭，达97.8%。

多星发射新纪录

2013年1月3日，美国轨道科学公司宣布：2013年3季度在沃洛普斯岛导弹基地第LA-0B号发射台发射一枚“人牛怪-1”运载火箭，将美国空军、美国海军、美国海军研究生院、戈达德太空飞行中心、劳伦斯·利弗莫尔国家实验室、莫尔黑德州立大学、阿姆斯研究中心、路易斯安那大学、肯塔基空间学会，以及美国大学生的微卫星、纳米卫星、立方体卫星等26颗卫星送入太空。最近，美国变更计划宣布：这次发射25颗卫星。

2013年初，俄罗斯宣布：在栋巴罗夫斯基导弹基地发射一枚“第聂伯-1”运载火箭，将阿联酋、韩国、美国、日本、波兰、德国、阿根廷、意大利、荷兰、英国创新空间公司、丹麦、英国、厄瓜多尔、秘鲁天主教大学、乌克兰、丹麦等国和大学生研制的22颗小卫星、微卫星、纳米卫星和立方体卫星发射升空。不久，俄罗斯再次宣布：2013年，将一枚“第聂伯-1”火箭发射27颗小卫星、微卫星、纳米卫星和立方体卫星。俄罗斯想再创造一次惊世的航天纪录。俄罗斯正在编织一个震撼的美梦。

按时间计算，美国发射在先。如果美国1箭25星发射成功，将震撼世界，创造一次发射卫星最多的世界纪录；如果美国1箭25星发射失败，也将震撼世界，创造一次发射毁坏卫星最多的世界纪录。如果俄罗斯1箭27星发射成功，美国一次发射卫星最多的世界纪录将保持不了几天，得而复失。

俄罗斯没有确定发射的具体时间，也许会抢先发射。如果俄罗斯抢先发射1箭27星成功，先夺取一次发射卫星最多的世界纪录，卫冕成功；如果在美国之后发射，将成为再次荣膺一次发射卫星最多的世界冠军；如果发射失败，将创造一次发射毁坏卫星最多的世界纪录。

不论多星发射世界纪录的桂冠属于谁，2013年都会创造奇迹、震惊和震撼。

多星发射竞赛

2013年是多星发射的丰收年。据预测，2013年，各国将进行多星发射约22次，约156个航天器。2013年上半年，俄罗斯进行了1箭3星1次、1箭6星1次、1箭7星1次，印度1箭7星1次，美国1箭5星1次，中国1箭4星1次，欧空局1箭3星1次。美国轨道科学公司在首次发射“天鹅座”试验货运飞船的时候，携带了5颗小卫星升空。

2013年下半年，俄罗斯计划进行1箭3星6次、1箭4星1次、1箭7星1次、1箭27星1次。日本计划1次1箭7星发射。美国计划进行1箭7星1次、1箭8星1次、1箭9星1次、1箭12星1次、1箭25星1次。

美国太空探索公司还计划单独发射1次1箭7星，1次1箭8星。11月底，美国太空探索公司发射“龙-C3”飞船前往国际空间站，将携带8颗小卫星升空。11月，美国计划在考艾太平洋导弹靶场LP-41发射台，第一次发射“火花”号运载火箭，计划将12颗卫星送上太空，包括8颗2千克的“爱迪生示范”纳米卫星。

2013年，最引人注目的是美苏争夺最多卫星发射的世界航天纪录。俄罗斯的“第聂伯”号运载火箭是多星发射的主力。它出身于著名洲际导弹之家——“R-36”洲际弹道导弹。“R-36”洲际导弹是苏联的一种重型洲际弹道导弹，具有大当量、高精度和分导式多弹头的特点，号称世界上最大的洲际导弹之一。“R-36”洲际弹道导弹最大射程达16000千米，可以打到地球的任何一个角落。“R-36”导弹最多可分导10颗弹头，攻击10个目标，也能集中攻击一个目标。“R-36”洲际导弹是苏联全球战略的撒手锏。西方战略专家将这种黑色的火箭称它为“魔鬼”。

“第聂伯”号军转民后，遗传了“R-36”洲际导弹的分导式发射的优秀基因。“第聂伯”号火箭的大部分发射均在拜科努尔发射场进行，可在地面发射，也可采用地下发射井方式。“第聂伯”号火箭低轨道运载能力3.7吨。

“第聂伯”号火箭善于多星发射，从1999年4月首次发射到2011年8月17日，共进行17次发射，其中10次多星发射将59颗卫星送入轨道，还不包括一次发射18颗卫星失败。由于“第聂伯”号火箭改装自封存的洲际弹道导弹，发射费用低廉，每次发射仅有800～1100万美元，曾发射了欧空局的“低温星”、德国的“大地星”卫星等十几个国家的航天器。

“第聂伯”运载火箭曾在短短第一年，就创造了2项多星发射纪录和世界航天纪录。2006年7月26日，“第聂伯”运载火箭搭载18颗各国的微卫星、纳米卫星和立方体卫星升空。“第聂伯”运载火箭发生故障，将18颗外国卫星摔在偏僻的荒原上。它没有创造发射卫星最多的世界纪录，却创造了一次毁灭卫星最多的世界纪录。

本来，台湾成功大学的一颗“番薯”号卫星计划搭乘“第聂伯”运载火箭升空。俄罗斯出于政治原因，最终没有同意“番薯”号卫星发射计划。“番薯”号卫星逃过一劫，至今在台湾成功大学的展厅里展出。

2007年4月17日，“第聂伯”火箭发射14颗各国的微卫星、纳米卫星和立方体卫星。这次发射十分成功，将卫星送入各自轨道，创造了发射卫星最多的世界航天纪录。目前，“第聂伯”运载火箭仍与美国并列发射14颗卫星的世界纪录，成功率为94.1%。

美国执行1箭25星发射任务的“人牛怪-1”运载火箭，由退役的“民兵-2”洲际导弹改装而成的。美国轨道科学公司的火箭家族成员之一，专门发射各种小卫星，机动部署多个有效载荷。如果从卡纳维尔角的肯尼迪航天中心发射，“人牛怪-1”能将580千克有效载荷发射到高度185千米，倾角28.5°低地球轨道。如果从范登堡空军基地发射，“人牛怪-1”能将331千克有效载荷发射到高度740 千米的太阳同步轨道。

从2000年1月26日首次发射，到2011年6月30日，“人牛怪-1”运载火箭在范登堡空军基地和中大西洋的沃洛普斯岛导弹基地共计发射10次。“人牛怪-1”每次成功，共将30颗卫星送入太空，成功率为100%。“人牛怪-1”将与“第聂伯”号展开多星发射世界纪录的竞赛。桂冠属于谁，请拭目以看。

随着小卫星、微卫星、纳米卫星和立方体卫星的发展和普及，以及商业卫星的快速发展，多星发射显示越来越强大的技术、功能和效率，显示卓越的优越性。目前，多星发射显示了8大特点：

1.多星发射技术越来越高超，

2.多星发射火箭运载量越来越大，

3.多星发射卫星数量越来越多，

4.多星发射比例越来越高，

5.多星发射成功率越来越高，

6.多星发射方式多样化，

7.军事航天技术、高科技越来越普及，

8.民营公司熟练掌握了多星发射技术。