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一箭三星

一箭三星

一箭三星（外文名：one rocket launch three satellites），即用一枚运载火箭同时或先后将三颗卫星送入地球轨道的技术，属于一箭多星的一种。一箭三星是一种优越的发射方式，它的成功发射标志着运载火箭能力的提高，标志着发射技术和火箭与卫星分离技术上的新突破。

一箭三星有两种布局方式，第一种方式为双层串联布局；第二种为单层并联方式。其发射有两项重要技术，其一是火箭发射；其二是星箭分离技术。一箭三星电子的发射常用两种方式。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。

发展历史

国际

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，苏联多次用一枚火箭发射多颗卫星。欧洲航天局的“阿里安”火箭，曾将一颗欧洲气象卫星和一颗印度实验通讯卫星同时送入了地球同步轨道。2010年9月8日，俄罗斯西北部普列谢茨克(Plesetsk)航天发射场成功发射一箭三星。2019年6月12日，SpaceX在美国加州的范登堡空军基地完成一箭三星发射。2022年2月14日，印度空间研究组织（ISRO）使用PSLV运载火箭成功实现一箭三星。2022年10月、11月，俄罗斯两次完成一箭三星发射。2024年1月28日，伊朗首次使用“凤凰”运载火箭，成功发射一箭三星。

中国

两种通用的布局方式

双层串联布局

上层布局两颗卫星，下层布局一颗卫星，两层卫星之间通过筒段进行连接；对整流罩内空间的利用率较高，卫星之间的静间隙较大，但需要三次分离，即上星分离、筒段分离、下星分离，在没有上面级控制箭体姿态的情况下，前面一次分离对箭体姿态的干扰很容易影响后面一次分离的安全性。

单层并联方式

三颗卫星布局在同一个平面上，间隔120度安装。对比两种布局方式。卫星安装位置低，结构刚度较好，分离面个数少，三颗卫星可以以一定的角度斜置安装，同时分离，这样既能增大分离时的静安全间隙，又能保证分离后卫星的姿态。综合以上因素，采用方式二，单层并联布局方式。

关键技术

入轨方式

人造卫星装在运载火箭最后一级(即末级火箭)的头部，运载火箭起飞以后，逐级点火工作。当末级火箭达到预定高度和速度时，卫星就同末级火箭自动分离，进入环绕地球运行的轨道。

多星同轨

在大多数情况下，同一枚火箭中的多颗卫星，往往被送入基本相同的轨道。在末级火箭发动机熄火之后，星箭分离前后只相隔几秒钟时间。只是由于卫星与火箭分离的速度不同，它们的运行轨道才略有差异。

多星异轨

假如需要把几颗卫星分别送入不同的轨道，那么末级火箭发动机就应有多次起动的能力：第一颗卫星分离以后，末级火箭发动机再次点火工作，改变轨道；发动机第二次熄火后，第二颗卫星分离。以此类推。

星箭分离技术

在卫星入轨和它开始工作之间有一个十分重要的环节，这就是卫星和末级火箭的分离技术。卫星和火箭的分离一瞬间就完成了，技术上虽不太复杂，但却是举足轻重、关系到卫星成败的大事。卫星若分离不开，或者分离时受到严重的扰动而发生剧烈翻滚，那它就不能工作，甚至前功尽弃。卫星通过连接分离机构同运载火箭连接，这个机构既要“牢不可破”，即经得起火箭发动机的强烈振动而不松动；又要在卫星和火箭分离时“当机立断”、干脆利落。卫星和火箭分离的第一步是解锁，引爆爆炸螺栓，切断卫星和末级火箭之间的机械连接。第二步是把卫星往前推，使卫星与末级火箭之间拉开一段距离。小型卫星常常采用压缩弹簧推力；较大的卫星可以装上小固体火箭，向后喷气，产生向前的推力。利用末级火箭上安装的小固体火箭向前喷气，可以使火箭后退，离开卫星，这种方法对卫星的扰动小，实施起来更加有利。必要时还可以给末级火箭施加一个侧向力，使它明显偏离卫星运行的轨道，以确保不跟卫星发生碰撞。

在“一箭多星”情况下，卫星平稳可靠的分离尤为重要。每颗卫星分离之前，末级火箭要调整并保持规定的姿态。解锁时，几个爆栓的起爆时间要严格同步。使卫星的姿态尽量不受扰动。弹簧的弹力或几枚小固体火箭的推力的合力应通过卫星的重心，以免产生不平衡力矩。发射多卫星的运载火箭常配置有专门的卫星安装支架，支架的下端与末级火箭连接，支架上可以同时安放几颗卫星。卫星的“座位”下有弹簧或顶杆机构，入轨时靠弹簧或顶杆机构将卫星推出。