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解密一箭多星&卫星分离技术【中国版星链】#卫星工程系列

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作为中国星链战略的重要组成部分,“千帆星座”计划旨在构建一个拥有14000多颗低轨宽频多媒体卫星的宏伟星座系统。“千帆星座”即“G60星链”工程经上海松江区牵头组织,并由主要为中国垣信卫星科技有限公司负责实施自2023年初启动了建设工作。该工程采用三代卫星系统架构设计采用了全频段、多层次、多轨道的设计方案其核心技术及产业链全部实现了自主研发和可控化运行成为A第二个国家级低轨商业卫星大星座项目A首个进入组网阶段的大规模 commercial low Earth orbit satellite constellation project in China

卫星分离

爆炸螺栓

到目前为止已成功实施90枚卫星的组网部署:
改进后的长征六号运载火箭于近期实现了一次又一次的成功发射任务:
首次飞行任务于公历2024年8月6日上午14时42分准点 ignition并成功完成第一组星段轨道转移。
随后于公历2024年10月15日上午19时6分再次点火并精确实施第二组星段轨道转移。
在经历了多项技术优化后长征六号运载火箭又于公历2024年12月5日上午13时41分实施第三组星段轨道转移。
经过持续的技术积累与能力提升长征六号运载火箭在公历新 year's day 期间完成了第四组星段轨道转移任务。
值得注意的是在后续阶段更换了部分关键系统组件并进一步提升了整体系统的可靠性水平。
目前运行状态良好具备应对后续发射任务的能力。

可堆叠式平板型卫星平台即为将卫星设计成长板状的开敞构型。相较于传统的卫星平台形状(多为三维立体形态如长方体、圆柱体等),可堆叠平板型卫星平台采用了更为简洁的设计理念——类似于笔记本电脑或平板电脑的形式,在节省空间的同时提升了制造效率与发射性能。
该设计充分运用了整流罩的空间资源实现了多层叠加布局,在提高发射效率的同时也简化了制造工艺流程——这不仅是一种技术革新更是航天技术发展的重大突破。
该技术正逐步成为我国航天产业的重要创新动力之一

上海卫星工程中心是最早开展可折叠式平板天线平台研制的国家级研发机构。该中心成功攻克了扁平化构型、去中心化的堆叠式卫星关键技术,并解决了多颗星群分离过程中的碰撞难题。采用模块化设计与大批量生产相结合的方式显著缩短了研制周期,并实现了生产效率的持续提升,在紧急任务或突发事件面前能够迅速作出反应。

多颗卫星同时发射的原理基于大推力火箭的技术框架下,并伴随着复杂的卫星分离方式。这些分离方式可分为顺序分离与同步分离两种类型:其中前者按照特定程序依次释放各颗卫星;后者则在同一时间点或极短时间内完成全部卫星的脱离。

首先需要用具有足够推动力的运载火箭来提供将多颗卫星送入轨道所需的动力来源。这种大推力火箭能够产生强大的向上推力来对抗地球引力以及空气阻力,并将卫星组合理解到足够的速度从而进入预定轨道位置。在火箭设计中通常会在整流罩内安装多星适配器这种特殊的结构装置用于稳定地固定多颗卫星于火箭上以适应发射时的各种力学环境如振动冲击加速度等必要条件同时也能按照预定程序准确地执行卫星释放指令以实现有序分离。

顺序安排:运载火箭按照预先设定的程序依次发射各个卫星。

在发射过程中一旦达到指定的高度与速度条件,

系统将发出指令,

首先发射第一枚卫星,

然后经过适当的时间间隔与轨道校正后,

依次发射后续的卫星。

这种方式要求精确掌握运行轨迹,

从而确保每一枚卫星都能准确抵达其目标轨道。

同时发射:多颗卫星在同一时间或极短时间内从火箭上依次发射。

这种情况要求,在发射之前必须对各个系统的布局与安装进行精密规划。

这种发射方式对技术参数的要求非常高。

只有通过精确计算才能确保所有设备能够顺利运行并完成各自的任务。

普遍采用高效率的同步分离方案。同步分离方案通过无源驱动翻转机构实现卫星分立,在航天器发射过程中通过锁紧拉杆保持组合体处于锁紧状态,并利用相互嵌套设置保证各部件间的稳固性。在轨道周期内完成锁紧状态下的可靠进入轨道任务后,在指令触发下启动星箭分立装置后端约束系统后端部解除固定,并驱动锁紧臂抬起到位与火箭本体脱离固定连接;随后借助旋转火箭发动机产生的驱动力依次实施各组卫星有序解耦脱离。

mutex prior, the rocket supplies angular velocity in the roll and pitch directions to the interplanetary constellation. unlock posteriorly, each satellite separates under its own angular velocity and tangential speed. once separated, starship departs from orbit as separation mechanism disengages. each satellite independently possesses energy sources for subsequent orbital insertion. separation system comprises starship connection column segment, flip locking mechanism, pressurized release mechanism, strut and cable network etc.

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