捆绑式火箭

为什么这次发射北斗卫星用的火箭要用捆绑式的火箭？

2020年6月23日，我国成功在西昌卫星发射中心借助长征三号乙运载火箭发射了北斗三号全球卫星导航系统的最后一颗高轨卫星，至此代表了北斗三号全球卫星导航系统的全面建成，同时也代表着中国成为美俄之后全球第三个自主建设全球卫星导航系统的国家，不仅体现了中国在航天产业上的巨大成就，更代表着中国在军事和民用领域的自主权。

的确相比长征三号乙运载火箭不光有芯级还有四个火箭助推器而言，最早执行过北斗一代导航卫星发射任务的长征三号甲运载火箭可是一个“光杆司令”。

虽然之前北斗一代、北斗二代分别使用了包括长征三号甲和长征三号丙型运载火箭执行过发射任务，但是从2017年11月5日北斗三号全球导航卫星一、二颗星首次发射就使用了长征三号乙运载火箭开始，到2020年6月23日第30颗北斗导航卫星发射升空期间，长征三号乙运载火箭承担了整个北斗三号卫星的发射任务，也被称为“北斗三号专列”。

首先从长征三号火箭家族说起，最开始的长征三号基本型火箭是在是在长征二号的基础上发展起来的三级火箭。

长征三号充分继承了已有长征火箭的成熟技术，它的一、二级发动机采用长征二号丙的一、二级发动机，三级则采用世界上最先进的液氢/液氧发动机。

而改进版本的长三甲则通过换装推力更大的第三级氢氧发动机实现了GTO轨道最大运载力从基本型的1.6吨提升至2.65吨的能力。

后面大改的长征三号乙型运载火箭是在长三甲基础上保持芯级不变，通过增加四个大推力火箭助推器的方式组成“捆绑式运载火箭”，如果只捆绑两个火箭助推器则为长三丙型运载火箭。

从北斗三代卫星发展来说，长三系列运载火箭承包了整个北斗导航卫星的全部发射任务，其中北斗一代全部由“光杆司令”的长三基本型发射，二代北斗则由换装了大推力第三级的长三甲和捆绑了两个助推器的长三丙发射，唯一一次“一箭双星”则是由捆绑了四个助推器、运载力更强的长三乙运载火箭发射。

为什么北斗三代最后一颗卫星需要由捆绑了四台助推器的长三乙发射呢？之前长三乙执行北斗三代大部分发射任务都是以“一箭双星”的形式发射，那么由于两台卫星发射载荷的提升，对于火箭的最大运载力也有更高的要求，所以使用运载力更强的长三乙还能理解。

但是最后一次发射只是一颗卫星为什么还要用推力最强的长三乙运载火箭呢？其实使用推力最强的长三乙执行单颗北斗卫星发射已经不是第一次了，因为整个北斗三号全球卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星共30颗卫星组成。

24颗中圆轨道卫星全部采用了“一箭双星”发射升空，而剩下的6颗地球静止轨道和地球倾斜同步轨道相比之前的中圆轨道全部属于“高轨卫星”，也就是说相比24颗运行在距离地面大概280-3800公里的中圆近地轨道卫星而言，剩下的6颗卫星运行的高轨基本处于近地点500公里以上，远地点3.6万公里左右的高轨道上。

那么对于执行航天发射任务的长三乙火箭而言整个飞行路线更长，火箭必须降低发射载荷或者增加燃料才能满足更高轨道的发射运载需求，所以这也是为什么整个北斗三号卫星导航建设过程中，这6颗高轨卫星全部采用推力最强的长三乙“一箭一星”发射方式的原因所在。

当然用同一枚火箭执行高低轨不同载荷发射任务的过程也不一样，比如长三乙一箭一星发射高轨卫星时，一级火箭和助推器工作时间会被延长，同时一二级和二三级分离后下一级并不会立即点火，而是会在预定轨道滑行一段时间，借助火箭发动机停机后的惯性来抬升轨道高度，并最终依靠卫星自身携带的燃料自行摆渡到最终预定运行轨道。

接下来在12年左右的运行周期内，北斗三号卫星将全程使用我国自主研制的霍尔推进器——也就是电推进满足全程推力需求。

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