中星九A卫星正在一步步飞向正常轨道

　　6月19日0时11分，在西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭发射了中星9A广播电视直播卫星。但在发射过程中，由于火箭第三级工作异常，导致了卫星未能进入预定轨道。但中星9A的太阳帆板已经正常展开，星上设备也全部激活，发射团队正在采取有效措施。
　　这个新闻公开报道后，国内网友的普遍反应是淡定和理解，大部分评论是：失败是成功之母，难得见一回“不成功”。
　　国内网友的成熟和淡定值得肯定，这是我们综合国力日益强大的体现。但是对卫星公司本身和发射团队来说，却不能用一个“淡定”一推了之：毕竟，中星9A这种大功率通讯卫星，一颗的价值可能就在10亿元人民币以上，加上火箭的价值，可能高达十几亿元。
　　目前在太空飞行的中星9A已经全面激活，可以靠自己的动力系统，最终实现成功定位！因此我们不要认为此次发射“已经失败”，目前的状况，是“还在逐步定位成功的半路上”。
　　为何通讯卫星没有一次定位成功也可以继续“抢救”？这就体现了通讯卫星的特殊性。中星9A是采用我国经典的东方红四号卫星平台的大容量通信卫星。
　　中国从1970年开始发射卫星，第一颗卫星被称为“东方红一号”，以后是东方红二号、三号；此后，凡是中国的卫星，都被称为“东方红”系列，就像运载火箭叫“长征”系列，战略导弹叫“东风”系列一样。
　　目前我国的东方红卫星，有3号、4号、5号之分，都已发展成为卫星系列框架平台，每种卫星平台，就像一台“空间小货车”，可以根据任务，装载不同的有效载荷。对通讯卫星来说，直接有效的载荷就是空间信号转发、放大器。
　　东方红4号卫星平台，整星质量在4500KG—5000KG，其中有效载荷质量，一般不超过700KG，而卫星携带的燃料高达2500KG，如此多的星载燃料，本来的目的是长期维持同步轨道的精确定位，因为中星9A的原本设计使用寿命高达15年，只有携带足够的多的燃料才能保持长时间的轨道稳定。
　　本次发射使用的长征三号乙，同步轨道最大运力在5吨左右。按照原计划，火箭的前两级，应该让第三级火箭和卫星的组合体，达到略微超越第一宇宙速度，“在空间滑行”一段距离，然后第三级火箭再次点火，把卫星送到远地点36000公里以上的大椭圆转移轨道，最后卫星本身的发动机再在远地点开机，定位于赤道上空36000公里的地球同步圆形轨道。
　　同步卫星的发射，若前两级火箭有故障，没有达到第一宇宙速度，那么整个发射体要立即坠向地面，导致发射完全失败；另一个容易导致失败的状况是，通讯卫星发射后，太阳帆板不能展开，卫星电池的电量几天后耗尽，即使定位成功，也没有任何用途，因此太阳能帆板的展开动作也极其关键。
　　我国的东四卫星平台，研发初期可靠性不高，前两颗——鑫诺2号和尼星上天后，就因打不开太阳帆板而报废；后面的十来颗，全部定位成功。
　　本次中星9A的飞行过程，前两级火箭都没有问题，而且太阳帆板已经顺利展开，电量充足，星上设备也正常开机，但就是转移轨道的高度，没有达到36000公里！这种状况，可以采取补救性措施。
　　目前，中星9A的故障原因已经基本查明：就出在第三级火箭和卫星组合体滑行期间，地面测控中心对其姿态掌握不够精确，二次点火的姿态有问题。
　　长征三号乙运载火箭在第二次启动后，火箭第三级在滑行过程中的姿态没有控制好，火箭当时本来处于负滚动，应该给它一个正滚动的指令，让火箭通过负反馈保持稳定的姿态运行，结果实际操作搞错了，再次点火后，没有进入预定的大椭圆轨道。好在中星9A卫星本身具有动力系统，可以靠“自带干粮”慢慢实现变轨。
　　笔者打个比喻：这相当于火箭本来“应该开车把卫星一次性从南京送到北京”，但卫星在天津就稀里糊涂的下了车，剩下的从天津到北京的路，就需要“卫星自己下步去走了”，好在卫星背包里还有面包和矿泉水，可以最终步行“走”到北京。
　　中星9A卫星需要多次变轨到达预定轨道，这一过程可能需要20天左右。目前，中星9A卫星已实现两次变轨，轨道提升到近地点251公里、远地点17090公里的椭圆形轨道，最终目标轨道是高度3万6千公里的圆形轨道。看似还有接近2万公里的巨大轨道高度差，实际上对已经以每秒8千米以上速度高速飞行的卫星来说，要想再提高到每秒9千米以上大椭圆轨道的速度，只需要在近地点开发动机一到两次，就能达到远地点36000公里的高度，然后再在远地点变轨，就可以最终在地球同步轨道定位成功。
　　虽然进行多次变轨，能使中星9A最终到达预定轨道，但是变轨的过程中，中星9A卫星会消耗大量推进剂，未来定位成功后，用于长期轨道精确维持的推进剂，就不够用了，使得原本是15年的设计寿命，减少10年。
　　研制一套成熟可靠的火箭和卫星组合系列，是不容易的，需要经过多年的实践积累，不断的改进，甚至会有失败的教训。中国航天偶然的一次发射缺陷，可以作为改进发射系统的正面教材。
　　要成为一流航天强国，必须在火箭和卫星这两样关键技术上，都达到高水平。未来的东方红5号卫星平台，到达同步轨道的总质量，将达到10吨以上，东五平台和长征5号火箭，未来都肩负重要使命。
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