12月16日15時22分，由航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術(shù)研究院（以下簡稱火箭院）抓總研制的長征三號乙運載火箭以“一箭雙星”的方式，將第52、53顆北斗導航衛(wèi)星送入太空，經(jīng)過3個多小時的飛行，衛(wèi)星進入中圓地球軌道。至此，北斗三號在該軌道上規(guī)劃的24顆衛(wèi)星已全部到位，標志著全球系統(tǒng)核心星座部署完成。

何謂核心星座？北斗三號為何由三種軌道衛(wèi)星組成？全球系統(tǒng)組網(wǎng)離我們還有多遠？

主力沖鋒，隊友助攻

在北斗三號衛(wèi)星“天團”里，有三類隊員，分別在不同軌道上堅守著崗位。本次發(fā)射的雙星，也就是中圓軌道衛(wèi)星（MEO衛(wèi)星，被五院北斗人稱為“萌星”） 是全球組網(wǎng)的主力。他們不辭辛勞地繞著地球滿場飛，讓自己的聚焦點在地面畫著波浪線，以求覆蓋到全球更廣闊的區(qū)域。

據(jù)北斗三號衛(wèi)星總設(shè)計師王平介紹，MEO衛(wèi)星的軌道高度大概是在2萬公里左右，軌道周期是12個小時左右，和地球自轉(zhuǎn)周期不同步。“從地面上看，由西向東不斷的運動覆蓋全球。所以要想提供全球?qū)Ш椒眨饕且揽縈EO衛(wèi)星，這也是為什么把24顆MEO衛(wèi)星作為北斗的全球組網(wǎng)的核心星座的原因”，王平說。

“萌星”在為全球組網(wǎng)沖鋒的時候，隊友們非常給力。其中，深情的“吉星”（GEO衛(wèi)星）是地球靜止軌道衛(wèi)星，始終隨著地球自轉(zhuǎn)而動，以便時刻聚焦祖國；“愛星”（IGSO衛(wèi)星）則是傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，像辛勤的蜜蜂一樣，讓自己的星下點軌跡包住亞太地區(qū)，保護中國周邊。

獨特衛(wèi)星星座，中國首創(chuàng)

在美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等導航系統(tǒng)紛紛以單一軌道衛(wèi)星部署星座的背景下，中國北斗卻獨樹一幟，采用三種軌道衛(wèi)星組成混合導航星座。

為何如此布局？這源自北斗三步走的發(fā)展戰(zhàn)略。在前兩步里，北斗分別要為中國和亞太地區(qū)提供服務，“吉星”和“愛星”顯然更有優(yōu)勢，而“萌星”更適合在全球?qū)Ш椒盏膽?zhàn)場上發(fā)揮作用，況且當時“萌星”還有很多關(guān)鍵技術(shù)尚未突破，需要通過實戰(zhàn)驗證。

為此，五院北斗人首次建成了 GEO/IGSO/MEO 混合星座，以最少的衛(wèi)星數(shù)量建設(shè)了集基本導航、位置報告等多種業(yè)務于一體的北斗二號區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)，成為世界上區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設(shè)的典范。

這種技術(shù)體制可以高效構(gòu)建區(qū)域系統(tǒng)，兼顧拓展全球系統(tǒng)。在北斗二號系統(tǒng)的建設(shè)中，布局了4顆“萌星”，給他們充分的時間和絕佳的平臺去逐步攻克一系列全球組網(wǎng)穩(wěn)定運行的瓶頸問題。因此，當北斗開啟全球組網(wǎng)征程后，躍升為主力的“萌星”得以大顯神威。

此時的“吉星”和“愛星”就成為最佳隊友。北斗人為他們精心設(shè)計了數(shù)量不多、作用卻很關(guān)鍵的崗位。他們不僅承擔著配合“萌星”、顯著增強北斗三號整體技術(shù)指標的“助攻”職責，還攜帶了很多“神器”，為未來北斗廣泛運行與應用之路開疆拓土。

不急不躁不盲目，立足國情巧設(shè)計。這充滿了中華民族實踐智慧和務實精神的北斗路線與星座方案設(shè)計，為國際衛(wèi)星導航技術(shù)體系貢獻了中國智慧和中國方案。

勝利在望，明年完成全球組網(wǎng)

沿著三步走的路徑，北斗人堅持戰(zhàn)略定力，在穩(wěn)扎穩(wěn)打中完成了北斗三號全球系統(tǒng)核心星座部署。

目前，北斗三號全球系統(tǒng)組網(wǎng)已進入決戰(zhàn)決勝的沖刺階段，按計劃，明年上半年將提前完成全部組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射，獨立自主建成世界一流的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，在我國實現(xiàn)第一個百年奮斗目標、全面建成小康社會之際，實現(xiàn)北斗的“全球夢”。

目前，五院正瞄準未來先進技術(shù)，系統(tǒng)規(guī)劃了性能先進、功能全面、安全可靠的下一代導航衛(wèi)星技術(shù)體系，提出了基于北斗衛(wèi)星的國家綜合定位導航授時體系技術(shù)發(fā)展策略。

38次送北斗 ，創(chuàng)新煉就“北斗專列”

此次發(fā)射是長征三號甲系列火箭今年航天發(fā)射的最后一次任務，憑借2019年發(fā)射任務100%全勝，執(zhí)行北斗工程發(fā)射任務100%全勝的“雙百”戰(zhàn)績，圓滿完成了2019年全年的發(fā)射任務。

從2007年發(fā)射首顆北斗二號導航試驗衛(wèi)星算起，12年間，長三甲系列火箭（家族成員包括長征三號甲、長征三號乙和長征三號丙等）用38次圓滿成功的完美表現(xiàn)，將53顆北斗導航衛(wèi)星送入預定軌道。如果再算上更早前發(fā)射的北斗導航試驗衛(wèi)星，那么長三甲系列火箭以42次100%的發(fā)射成功率，護送57顆北斗衛(wèi)星進入軌道。回顧每一次北斗工程的發(fā)射任務，都少不了長征三號甲系列火箭的托舉，因此長征三號甲系列火箭也被人稱為“北斗專列”。

從北斗一號到北斗三號；從發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星，到具備北斗工程三種軌道的部署能力；從一年幾次發(fā)射到一年十幾次發(fā)射，長征三號甲研制團隊一直在創(chuàng)新的道路上不斷探索。 “長征三號甲系列火箭研制隊伍是一支勇于創(chuàng)新、精于創(chuàng)新、樂于創(chuàng)新、富于創(chuàng)新的隊伍，創(chuàng)新是研制隊伍的優(yōu)良傳統(tǒng)，也是火箭的發(fā)展之魂和動力之源。” 長征三號甲系列火箭總設(shè)計師姜杰說。

最早長三甲系列火箭接到北斗發(fā)射任務時，僅具備地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射能力，北斗工程對運載火箭提出了需要滿足多軌道面組網(wǎng)發(fā)射的新要求。為滿足需求，研制團隊為此開展了以北斗衛(wèi)星工程發(fā)射中圓地球軌道、傾斜地球同步軌道和地球同步軌道設(shè)計技術(shù)為代表的攻關(guān)研制，研制團隊采用東南射向進行軌道設(shè)計，同時滿足了工程對火箭運載能力和衛(wèi)星軌道部署的雙向需求。

尤其是，研制團隊還開創(chuàng)了我國“一箭雙星”發(fā)射高軌道衛(wèi)星的先例，同時與“太空擺渡車”——“遠征一號”上面級與搭檔飛行，將北斗導航衛(wèi)星直接送入工作軌道，進一步加快了北斗衛(wèi)星的部署速度，為衛(wèi)星節(jié)約能量，延長衛(wèi)星工作壽命做出了貢獻，這一系列創(chuàng)新舉措大大適應了長三甲系列火箭的任務適應性，大大縮短了北斗工程建設(shè)進度并大大降低了工程建設(shè)成本。

“金牌火箭”，創(chuàng)造2019年多個紀錄

走過“忙碌”的2019年，長三甲系列12次的發(fā)射任務中還創(chuàng)造了多個紀錄：3月10日，長征三號乙運載火箭發(fā)射中星6C衛(wèi)星，成功完成了長征系列運載火箭的第300次發(fā)射；4月20日，長征三號乙運載火箭成功發(fā)射北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)第44顆衛(wèi)星，成為我國首個發(fā)射次數(shù)突破100次的單一系列運載火箭；5月17日，長征三號丙運載火箭成功發(fā)射北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)第45顆衛(wèi)星，成功完成了火箭院運載火箭第200次發(fā)射……

長三甲系列火箭在2019年承擔眾多中國航天具有里程碑意義的“大事”并非偶然。翻開它的發(fā)射紀錄，我們會發(fā)現(xiàn)這一系列“金牌火箭”在我國通信衛(wèi)星工程、探月工程、北斗工程、風云氣象衛(wèi)星工程以及國際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

據(jù)姜杰介紹，長征三號甲系列運載火箭幾乎包攬了我國所有高軌道航天器發(fā)射任務，是長征系列運載火箭高強密度發(fā)射的“主力”，是我國現(xiàn)役中型高軌運載火箭中運載能力最大、技術(shù)最復雜、適應性最強、發(fā)射次數(shù)最多、發(fā)射密度最大的火箭系列。其最大地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力達到5.5噸，并且形成了從2.6噸到3.9噸、再到5.5噸的合理能力梯度，入軌精度與當今世界主流運載火箭相當，能夠滿足我國當前各種中高軌道有效載荷以及當今世界上絕大多數(shù)地球同步轉(zhuǎn)移軌道有效載荷的發(fā)射任務。

近年來，隨著可靠性工作的深入，研制團隊從整體上提高飛行可靠性，成為長征三號甲系列火箭可靠性工作的目標。針對全箭各系統(tǒng)，針對設(shè)計、工藝、測試多個環(huán)節(jié)，開展了多項可靠性增長項目。實現(xiàn)了助推增加射程關(guān)機、冷氦增壓系統(tǒng)冗余方案等。“目前，長征三號甲系列火箭發(fā)射成功率已達到了98%。”姜杰說。

“2020年，北斗全球系統(tǒng)將全面建成，預計長征三號甲系列火箭還將完成10次以上的發(fā)射任務，研制團隊依舊面臨著高強密度發(fā)射的考驗。”長三甲火箭總指揮岑拯如是說，但也正是因為這些考驗，支撐著研制團隊向著更高目標邁進。