北京時(shí)間2023年1月6日上午，“長征七號甲”遙四星箭組合體正式亮相，并完成從技術(shù)區(qū)至發(fā)射區(qū)的轉(zhuǎn)運(yùn)工作，文昌發(fā)射場即將于1月上旬迎來2023年首次發(fā)射。

作為我國新一代高軌運(yùn)載火箭，“長七甲”地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運(yùn)力不低于7噸，顯著高于現(xiàn)役“高軌專列”“長三乙”的5.5噸的GTO運(yùn)力，是世界現(xiàn)役高軌運(yùn)力最強(qiáng)的中型火箭。那么，“長七甲”能否將衛(wèi)星直接送入地球靜止軌道（GEO）？

“長七甲”是我國新一代中型捆綁低溫液體火箭，基于“模塊化、組合化、系列化”思路發(fā)展而來，該箭采用三級半構(gòu)型，助推器、芯一級、芯二級繼承自“長七”的對應(yīng)級段，芯三級使用“長三乙”的三子級模塊，其芯三級配備了YF-75液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，比沖達(dá)到了440秒，具備2次啟動(dòng)能力，適合執(zhí)行GTO等高軌發(fā)射任務(wù)。但是，運(yùn)載火箭要將衛(wèi)星直送入GEO對于火箭末級有著更高的要求。

當(dāng)“長七甲”在執(zhí)行GTO任務(wù)時(shí)，利用了霍曼轉(zhuǎn)移（Hohmann transfer）方法，即在兩條傾角相同、高度不同的圓形軌道間轉(zhuǎn)移衛(wèi)星的最小能量方法，通過一條與小圓形軌道外切、與大圓形軌道內(nèi)切的橢圓軌道完成轉(zhuǎn)移。火箭末級在一次點(diǎn)火關(guān)機(jī)后，末級和衛(wèi)星組合體通過滑行進(jìn)入圓形停泊軌道，隨后通過在停泊軌道與橢圓形的地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）切點(diǎn)即GTO近地點(diǎn)附近進(jìn)行二次點(diǎn)火，末級和衛(wèi)星組合體進(jìn)入GTO，二次點(diǎn)火關(guān)機(jī)后組合體繼續(xù)滑行一段時(shí)間，隨后星箭分離，衛(wèi)星飛向GTO遠(yuǎn)地點(diǎn)，并最終在GTO遠(yuǎn)地點(diǎn)通過自身動(dòng)力完成軌道近地點(diǎn)高度抬升和軌道傾角調(diào)整。

如果要使用“長七甲”進(jìn)行GEO發(fā)射，利用霍曼轉(zhuǎn)移軌道，末級和衛(wèi)星組合體在進(jìn)入停泊軌道后至少要進(jìn)行2次點(diǎn)火加速，加上末級在入軌之前的1次點(diǎn)火，末級至少需要進(jìn)行3次點(diǎn)火，這還只是理論最低值。在實(shí)際發(fā)射中，末級與衛(wèi)星組合體在進(jìn)入GTO遠(yuǎn)地點(diǎn)后，末級通常是通過多次點(diǎn)火才逐步完成抬升近地點(diǎn)、調(diào)整軌道傾角的工作，且要具備較長的點(diǎn)火時(shí)間。由此可知，末級具備2次點(diǎn)火能力的“長七甲”在目前構(gòu)型下無法完成直送入軌的GEO衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，但還是有辦法實(shí)現(xiàn)的。

2019年12月16日，搭載“北斗三號”M19、M20雙星的“長三乙”改三Z遙六十七運(yùn)載火箭從西昌發(fā)射場成功發(fā)射，將北斗雙星直接送入中地球軌道（MEO），此次任務(wù)在芯三級之上配備了“遠(yuǎn)征一號”遙十五上面級。為了滿足中高軌衛(wèi)星直接入軌的需求，我國立足“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)工程的需求，研制了“遠(yuǎn)征一號”上面級，并發(fā)展出了“遠(yuǎn)征一號甲”、“遠(yuǎn)征二號”和“遠(yuǎn)征一號S”等“遠(yuǎn)征”系列上面級產(chǎn)品，可以將多種地球低、中、高軌衛(wèi)星直送入軌。以“遠(yuǎn)征一號”升級版“遠(yuǎn)征一號甲”為例，其啟動(dòng)次數(shù)達(dá)20次，能夠完成不同軌道的多星部署，工作時(shí)間在40個(gè)小時(shí)以上。

對于“長七甲”而言，通過搭配“遠(yuǎn)征一號”、“遠(yuǎn)征一號甲”、“遠(yuǎn)征二號”等上面級可以為衛(wèi)星發(fā)射增加多次點(diǎn)火次數(shù)，點(diǎn)火時(shí)間和機(jī)動(dòng)能力，并為“長七甲”提供直送入軌的GEO衛(wèi)星發(fā)射能力。同時(shí)，通過搭配上面級，“長七甲”還能實(shí)現(xiàn)探月、探火和小行星探測等深空探測任務(wù)。

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