主载荷卫星1颗→5颗,卫星部分重1071千克
历来最复杂的多卫星任务
考虑扩大整流罩及适配器,通过重复制造降低成本
超越“发射成功”,检验服务竞争力

6日,“世界号”运载火箭正从全罗南道高兴郡罗老航天中心总装大楼转运至发射台。韩国航空宇宙研究院供图

6日,“世界号”运载火箭正从全罗南道高兴郡罗老航天中心总装大楼转运至发射台。韩国航空宇宙研究院供图

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6日,“世界”号运载火箭正从全罗南道高兴郡罗老航天中心综合组装厂房运往发射台。韩国航空宇宙研究院供图

6日,“世界”号运载火箭正从全罗南道高兴郡罗老航天中心综合组装厂房运往发射台。韩国航空宇宙研究院供图

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在第五次太空飞行前一天,韩国自主研制的“世界号”运载火箭于6日上午转运至发射台。经过四次发射验证飞行性能后,“世界号”将搭载创纪录的15颗卫星升空,并按预定顺序和时间逐一释放,挑战更为复杂的任务。这将检验其能否从将一颗卫星送入太空的运载火箭,进化为将多颗卫星精准送入指定轨道的“太空运输工具”。

主载荷卫星从1颗增至5颗……“乘客”更多了

将在“世界号”运载火箭第五次发射任务中搭载的5颗超小型星座卫星NEONSAT 2至6号已安装在卫星适配器上。“世界号”将在此次发射中将5颗NEONSAT卫星和10颗立方星,共计15颗卫星送入太空。韩国航空宇宙研究院供图

将在“世界号”运载火箭第五次发射任务中搭载的5颗超小型星座卫星NEONSAT 2至6号已安装在卫星适配器上。“世界号”将在此次发射中将5颗NEONSAT卫星和10颗立方星,共计15颗卫星送入太空。韩国航空宇宙研究院供图

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第五次发射最显著的变化,是搭乘“世界号”的“卫星乘客”增多。2025年的第四次发射搭载了1颗主载荷卫星和12颗立方星,共13颗卫星。此次,由韩国科学技术院卫星研究所牵头研制的超小型星座卫星NEONSAT 2至6号共5颗,均为主载荷卫星。此外,还将搭载10颗立方星,包括韩国国产元器件太空验证平台E3 Tester-2等。总计15颗,是“世界号”单次运送卫星数量最多的一次。卫星载荷部分的重量也从第四次发射时的约960公斤增至此次的1071公斤。目标轨道为高度约570公里的太阳同步轨道。


“世界号”的末级,即第三级抵达目标轨道后,将首先依次分离NEONSAT 2至6号共5颗卫星,而非一次性全部释放。每分离一颗卫星后,等待约35至40秒,再释放下一颗。这一间隔是通过分析飞行轨迹确定的,以确保先后分离的卫星在轨道运行中能够保持足够距离。韩国航空宇宙研究院运载火箭研究所所长Han Yeongmin表示:“由于要发射15颗卫星,时间并不充裕。”他解释称,设定分离间隔是为了让分离后的卫星在轨道运行中保持足够距离。


释放全部5颗NEONSAT卫星后,“世界号”第三级将调整姿态。随后,每次弹射2颗立方星,以10秒为间隔分五次释放全部10颗立方星。15颗卫星全部分离后,“世界号”第三级将执行规避机动,防止再次接近先前分离的卫星并发生碰撞。


在连续执行“分离→拉开距离→调整姿态→继续分离→规避机动”的过程中,接受检验的不仅是抵达目标高度的能力,还有将多颗卫星分别安全送入轨道的运载火箭运行能力。


此次还降低了分离过程中的冲击。韩国航空宇宙研究院为本次发射研制了用于超小型星座卫星的低冲击卫星分离装置。该装置既能在发射时将卫星牢固固定在运载火箭上,又能在太空中分离的瞬间,尽可能降低传递至卫星的冲击。此次还首次采用了用于搭载立方星等次载荷卫星的下部环形结构。


一次搭载多颗卫星并精准释放的能力,对商业发射服务至关重要,因为每位发射客户对卫星尺寸、数量及目标轨道的要求各不相同。韩国宇宙航空厅厅长Oh Taeseok在9月30日举行的宽勋讨论会上强调:“将不同卫星送往不同高度,是商业发射服务的核心,必须积累这样的能力。”

与“世界号”分离后2至3个月……5颗卫星组成“编队”

韩国科学技术院卫星研究所研究人员正在查看将搭载Nuri火箭进行第五次发射的超小型星座卫星NEONSAT。NEONSAT 2至6号共5颗卫星采用基于相同设计重复制造的量产方式。韩国航空宇宙研究院供图

韩国科学技术院卫星研究所研究人员正在查看将搭载Nuri火箭进行第五次发射的超小型星座卫星NEONSAT。NEONSAT 2至6号共5颗卫星采用基于相同设计重复制造的量产方式。韩国航空宇宙研究院供图

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“世界号”的任务在安全分离卫星后便告结束,但NEONSAT的任务从那时才正式开始。发射后初期,5颗卫星将在相对较近的距离内绕地球运行。随后,利用各颗卫星的推力器及卫星之间的相对速度,逐渐拉开间距并调整高度。经过约2至3个月,它们将在同一轨道面内形成彼此相隔约71度运行的星座。


韩国科学技术院卫星研究所超小型星座卫星项目负责人Lee Sanghyeon解释称:“最初5颗卫星相距较近,但会利用推力器和相对速度逐步拉开间距、调整高度。预计5颗卫星形成间距固定的星座,需要约2至3个月。”


5颗卫星的制造方式也引入了“重复”的概念。以往国家卫星项目中的卫星基本上都是逐颗定制,而NEONSAT采用了按相同设计连续制造卫星的量产方式。


Lee Sanghyeon表示:“过去制造一颗卫星需要2至3年,采用量产方式后,每颗的制造周期约为2个月。”他指出,通过优化测试流程和环境试验、实现测试自动化并建立零部件供应体系,缩短了制造周期。


“世界号”要成为商业运载火箭,重复发射必不可少。运载火箭仅成功一两次,还难以认定已具备充分的可靠性。必须反复制造、测试并发射相同设计的运载火箭,提高成功率,减少各环节中出现的不确定因素。


自2021年首次发射以来,“世界号”已完成四次飞行。首次发射将模拟卫星送至目标高度,但第三级发动机比预期更早关闭,未能成功入轨。2022年第二次发射首次将卫星送入目标轨道,此后通过第三、第四次发射积累了重复发射经验。此次第五次发射及之后的第六、第七次发射,其重要意义在于:在掌握技术后,进一步积累运载火箭重复运行的能力。


在全罗南道高兴郡罗老宇航中心的运载火箭总装厂房内,世界号第五枚火箭正在进行一、二级与第三级的对接作业。右侧整流罩上印有第五次发射的主载荷卫星——超小型星座卫星NEONSAT等标识。韩国航空宇宙研究院供图

在全罗南道高兴郡罗老宇航中心的运载火箭总装厂房内,世界号第五枚火箭正在进行一、二级与第三级的对接作业。右侧整流罩上印有第五次发射的主载荷卫星——超小型星座卫星NEONSAT等标识。韩国航空宇宙研究院供图

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重复发射重要的另一个原因是成本。研发阶段的“世界号”安装了各类测量设备和传感器,用于确认飞行期间运载火箭的状态与性能。随着发射次数增加、积累足够的飞行数据,便可减少必要性降低的测量设备和传感器。制造与测试过程也能通过反复实施,逐步实现标准化并提高效率。


韩国政府的目标是从“拥有运载火箭的国家”迈向“提供发射服务的国家”。即使具备搭载更多卫星并将其精准送入轨道的能力,如果价格无法与海外运载火箭竞争,也难以吸引实际发射需求。因此,必须通过重复制造和发射提高可靠性,同时降低制造、测试及运行成本。



韩国宇宙航空厅太空运输部门负责人Park Jaeseong进一步以“发射成功”与“发射服务”的区别,阐释了“世界号”下一阶段需要跨越的门槛。他强调:“‘发射成功’与‘发射服务’的区别,在于能否实现经济性。除了高可靠性,还必须提供低成本、高效率且竞争力强的服务。”


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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