□ 本刊特約記者 江雪瑩

10月14日11點(diǎn)25分，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭，采用一箭雙星的方式，成功發(fā)射實(shí)踐九號(hào)A/B衛(wèi)星，并將衛(wèi)星準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道。

實(shí)踐九號(hào)A/B衛(wèi)星是我國(guó)民用新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星系列的首發(fā)星，主要用于長(zhǎng)壽命高可靠、衛(wèi)星高精度高性能、國(guó)產(chǎn)核心元器件和衛(wèi)星編隊(duì)及星間測(cè)量與鏈路等試驗(yàn)，以此提升我國(guó)航天產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化能力。

航天發(fā)展的又一個(gè)里程碑

我國(guó)成功發(fā)射第一顆民用新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，在此次任務(wù)的工程總師郭寶柱看來，是航天發(fā)展的又一個(gè)里程碑：“在這之前，我們民用航天從來沒有過新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，但要求任務(wù)一次成功，這樣的風(fēng)險(xiǎn)是很大的，因此發(fā)射這樣的衛(wèi)星符合航天技術(shù)發(fā)展的科學(xué)規(guī)律?！?/p>

在每項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用到衛(wèi)星上的時(shí)候，試驗(yàn)人員都會(huì)在地面做大量的環(huán)境試驗(yàn)，但是人類對(duì)太空的認(rèn)識(shí)畢竟有限，并不能完全模擬太空環(huán)境，一項(xiàng)新技術(shù)在還不夠成熟的時(shí)候，如果直接應(yīng)用在任務(wù)中，其風(fēng)險(xiǎn)可想而知。因此，實(shí)踐九號(hào)試驗(yàn)衛(wèi)星正是把預(yù)期應(yīng)用在衛(wèi)星上的關(guān)鍵新技術(shù)集合在一起，在太空環(huán)境中驗(yàn)證技術(shù)指標(biāo)和產(chǎn)品可靠性，并從中發(fā)現(xiàn)問題、改進(jìn)缺陷。

其實(shí)在國(guó)際上，發(fā)射新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星是一種慣有的模式，很多國(guó)家都有試驗(yàn)衛(wèi)星?，F(xiàn)在，隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)越來越大，也對(duì)衛(wèi)星提出了更高指標(biāo)的要求，發(fā)射試驗(yàn)衛(wèi)星已經(jīng)成為了一種必然的選擇。

特別是我國(guó)衛(wèi)星的發(fā)展還面臨著一些技術(shù)瓶頸，衛(wèi)星“長(zhǎng)壽命、高可靠”的命題有待破解，問題總結(jié)起來可能涉及器件、技術(shù)、設(shè)備等多個(gè)方面。正鑒于此，實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星由國(guó)家國(guó)防科工局立項(xiàng)，在全國(guó)范圍內(nèi)遴選相對(duì)成熟、具備上天開展試驗(yàn)條件的技術(shù)，納入到試驗(yàn)衛(wèi)星的試驗(yàn)項(xiàng)目中，并由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院航天東方紅衛(wèi)星公司負(fù)責(zé)研制。

試驗(yàn)衛(wèi)星與一般的應(yīng)用衛(wèi)星不同，不用在入軌和交付后立即投入實(shí)際應(yīng)用。但是，新技術(shù)經(jīng)過驗(yàn)證后將應(yīng)用在后續(xù)的衛(wèi)星型號(hào)上，這就為未來的衛(wèi)星發(fā)展鋪平了技術(shù)道路，同時(shí)也為開展技術(shù)創(chuàng)新提供了很好的平臺(tái)，其長(zhǎng)遠(yuǎn)價(jià)值是不可估量的。

火箭上面級(jí)的“芭蕾舞”

從外觀上看，執(zhí)行此次任務(wù)的長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭和普通兩級(jí)狀態(tài)的火箭并沒有什么不同，然而在整流罩里除了兩顆衛(wèi)星之外，還多了一個(gè)非常特殊的組成部分——上面級(jí)。

所謂上面級(jí)，是一個(gè)和一二級(jí)火箭完全獨(dú)立的子級(jí)，它有著自己的動(dòng)力系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。一二級(jí)火箭在工作完畢之后，就把運(yùn)送衛(wèi)星入軌任務(wù)的接力棒交到了上面級(jí)手中。而上面級(jí)要完成的任務(wù)，在火箭系統(tǒng)設(shè)計(jì)師看來，就像是在“跳芭蕾舞”。

長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭第一級(jí)（荊鷹攝）

吊裝長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭第二級(jí)（荊鷹攝）

實(shí)踐九號(hào)A/B衛(wèi)星采用串聯(lián)式結(jié)構(gòu)排布，和上面級(jí)在一起就像是一串“糖葫蘆”。上面級(jí)點(diǎn)火進(jìn)入軌道后會(huì)先調(diào)整到一個(gè)姿態(tài)釋放上面的A星，然后拋掉A星的支架，再調(diào)整到另一個(gè)方向釋放B星。

由于A、B兩顆衛(wèi)星要進(jìn)行編隊(duì)飛行試驗(yàn)，這對(duì)上面級(jí)釋放兩顆衛(wèi)星的角度和姿態(tài)提出了很高的要求，既不能太近發(fā)生碰撞，又不能太遠(yuǎn)失去聯(lián)系。同時(shí)，高軌物體的飛行速度大約在每秒7千米以上，拋掉的支架如果離衛(wèi)星太近就會(huì)帶來碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，因此上面級(jí)在拋掉衛(wèi)星支架時(shí)也特意換了一個(gè)角度。如果不是上面級(jí)靈活多變的特點(diǎn)，恐怕很難同時(shí)滿足這么多的要求。

此發(fā)火箭從點(diǎn)火到星箭分離，火箭的工作時(shí)間大約有3300秒，這是目前我國(guó)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭里工作時(shí)間最長(zhǎng)的。而在點(diǎn)火后600秒左右二級(jí)火箭即與上面級(jí)分離，也就是說上面級(jí)獨(dú)立工作的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2700多秒，其復(fù)雜性可想而知。它在太空中能夠減速、增速、調(diào)姿，這些功能甚至類似于衛(wèi)星。

正是因?yàn)樯厦婕?jí)的加入，此發(fā)火箭研制的協(xié)作單位也比一般的型號(hào)要多。上面級(jí)變軌時(shí)所用的穩(wěn)定姿態(tài)用的姿控發(fā)動(dòng)機(jī)由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司六院801所研制，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由中國(guó)航天科工集團(tuán)公司六院研制，慣組系統(tǒng)由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司九院13所研制……各個(gè)單位的工作人員在這里協(xié)同合作、忙而不亂，共同保證了發(fā)射的圓滿成功。

整裝待發(fā)的長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭（荊鷹攝）

整流罩內(nèi)的實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星和長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭上面級(jí)（荊鷹攝）

25項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證關(guān)鍵新技術(shù)

據(jù)實(shí)踐九號(hào)A/B衛(wèi)星的總指揮、總設(shè)計(jì)師趙志明介紹，此次要進(jìn)行的25項(xiàng)試驗(yàn)是從當(dāng)時(shí)申報(bào)的200多項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目中經(jīng)過層層審查篩選出來的，每一項(xiàng)技術(shù)對(duì)于衛(wèi)星未來的發(fā)展都非常關(guān)鍵。

概括來講，這25項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目共分為4大類，分別是長(zhǎng)壽命高可靠技術(shù)試驗(yàn)、高精度高性能技術(shù)試驗(yàn)、國(guó)產(chǎn)元器件技術(shù)試驗(yàn)和在軌編隊(duì)飛行關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)。

舉例來說，目前我國(guó)每次發(fā)射的地球同步軌道衛(wèi)星中，用于南北位置保持的推進(jìn)劑重量大約占衛(wèi)星系統(tǒng)總重量的一半以上，這嚴(yán)重制約了衛(wèi)星的有效載荷比和壽命。此次進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證的電推進(jìn)系統(tǒng)，可以將南北位置保持的推進(jìn)劑總重量降低到原來的十分之一，這能夠顯著改善衛(wèi)星系統(tǒng)的綜合性能，大大提高衛(wèi)星的有效載荷比，增加衛(wèi)星系統(tǒng)的壽命。現(xiàn)在，我國(guó)有多個(gè)地球同步軌道衛(wèi)星型號(hào)通過論證，都計(jì)劃采用電推進(jìn)系統(tǒng)，因此，對(duì)實(shí)踐九號(hào)的技術(shù)驗(yàn)證結(jié)果需求迫切。

將實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星安裝在長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭上面級(jí)上（蔡文攝）

衛(wèi)星吊裝（蔡文攝）

整流罩內(nèi)的實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星（荊鷹攝）

同時(shí)，實(shí)踐九號(hào)之所以設(shè)計(jì)有A、B兩顆衛(wèi)星，一方面是因?yàn)閮深w衛(wèi)星各自承擔(dān)著一部分試驗(yàn)項(xiàng)目，另一方面是因?yàn)閮深w衛(wèi)星要聯(lián)合起來，共同驗(yàn)證在軌編隊(duì)飛行的關(guān)鍵技術(shù)。簡(jiǎn)單來說，就是兩顆衛(wèi)星在太空分別向?qū)Ψ絺魉妥约旱奈恢眯畔?，然后按照?yán)格的幾何關(guān)系飛行。這項(xiàng)技術(shù)將主要應(yīng)用于立體觀測(cè)等對(duì)星座構(gòu)型有嚴(yán)格要求的應(yīng)用領(lǐng)域，通過兩顆衛(wèi)星的協(xié)同工作，起到“1+1>2”的效果。這樣一來，一方面會(huì)提高觀測(cè)精度，另一方面也可以把地表目標(biāo)的高程等信息同時(shí)測(cè)量出來，獲得更豐富的應(yīng)用效果。

此外，目前我國(guó)衛(wèi)星上的一些關(guān)鍵元器件還依賴進(jìn)口，此次任務(wù)將考核驗(yàn)證一批急需的國(guó)產(chǎn)元器件的在軌工作情況，從而加速推進(jìn)國(guó)產(chǎn)元器件的空間應(yīng)用，解決核心元器件依靠引進(jìn)、受制于人的瓶頸。

這一批試驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目，將有利于加速科研成果向工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)化步伐，提高關(guān)鍵部組件、關(guān)鍵元器件的自主保障能力，解決衛(wèi)星長(zhǎng)壽命關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，推動(dòng)我國(guó)衛(wèi)星“自主可控”化發(fā)展。

測(cè)試實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星太陽能電池帆板（蔡文攝）

檢測(cè)實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星（蔡文攝）

客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果為成功標(biāo)準(zhǔn)

一般應(yīng)用衛(wèi)星的壽命期和獲得的收益是成正比的，也就是說衛(wèi)星工作的時(shí)間越長(zhǎng)，獲得的收益就越高，衛(wèi)星的整個(gè)壽命期都是使用期。但新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星完成任務(wù)的標(biāo)志并不是壽命末期，而是完成試驗(yàn)任務(wù)、獲得客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果。

因此，衛(wèi)星在入軌之后，還需要完成好每一個(gè)試驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目的評(píng)價(jià)任務(wù)?？陀^上講，新試驗(yàn)要驗(yàn)證的技術(shù)本來就是不成熟的，面臨的風(fēng)險(xiǎn)自然也相對(duì)較大?！拔覀冡槍?duì)這顆衛(wèi)星的質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)一要求、重點(diǎn)關(guān)注，也就是說對(duì)試驗(yàn)衛(wèi)星的平臺(tái)和試驗(yàn)項(xiàng)目提出相同的質(zhì)量可靠性要求，但對(duì)于那些風(fēng)險(xiǎn)較大的試驗(yàn)項(xiàng)目給予重點(diǎn)關(guān)注。”郭寶柱介紹說。

按照計(jì)劃，25項(xiàng)試驗(yàn)大概會(huì)在發(fā)射成功之后的半年到一年時(shí)間里完成，每一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目都要做到流程清晰、能力完備、責(zé)任落實(shí)、界面暢通、評(píng)價(jià)客觀準(zhǔn)確。在衛(wèi)星余下的壽命期里，除了對(duì)某些項(xiàng)目進(jìn)行長(zhǎng)期觀察，還可以再有選擇性地開展一些新的試驗(yàn)。

實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星只是我國(guó)系列民用新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星的開端，在不久的將來，如果類似的試驗(yàn)衛(wèi)星能夠形成一種系列化的發(fā)展模式，將對(duì)我國(guó)航天技術(shù)的發(fā)展大有裨益。

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實(shí)踐九號(hào)在美國(guó)中部開機(jī)成像

2012年10月18日，實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星A星高分辨率多光譜相機(jī)首次在美國(guó)中部開機(jī)成像，下傳第一軌數(shù)據(jù)。9點(diǎn)41分中科院對(duì)地觀測(cè)中心密云接收站準(zhǔn)時(shí)捕獲并開始接收，9點(diǎn)48分成功接收全部數(shù)據(jù)，地面接收系統(tǒng)工作正常。

地面接收系統(tǒng)于10點(diǎn)30分將數(shù)據(jù)傳送至中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心，10點(diǎn)34分地面處理系統(tǒng)開始錄入，11點(diǎn)20分錄入完成，發(fā)布高分辨率多光譜相機(jī)圖像快視圖，經(jīng)過姿軌處理、存儲(chǔ)歸檔和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，11點(diǎn)26分處理完成全部2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星地面處理系統(tǒng)工作正常。

實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星A星拍攝的美國(guó)德克薩斯州影像

實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星A星搭載的光學(xué)成像有效載荷技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目為高分辨率多光譜相機(jī)，分辨率為全色2.5米/多光譜10米；B星搭載的光學(xué)成像有效載荷技術(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目為分辨率73米長(zhǎng)波紅外焦平面組件試驗(yàn)裝置。圖像數(shù)據(jù)可廣泛應(yīng)用于國(guó)土資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域，滿足用戶對(duì)高分辨率數(shù)據(jù)的迫切需求。

實(shí)踐九號(hào)衛(wèi)星A星拍攝的中國(guó)廣西柳州影像