雷淼

　　2026年8月25日，长征六号丙运载火箭在太原卫星发射中心点火升空，以一箭七星方式成功入轨。一枚火箭冲上太空，整流罩里不只是一颗卫星，而是七八颗、十几颗甚至几十颗卫星一同奔赴轨道——这就是“一箭多星”。它不像传统一箭一星那样“专车专送”，而是把火箭运力挤干、把发射成本摊薄、把星座组网周期从年压到月，背后考验的是运载布局、星箭分离、轨道设计和空间安全等一整套航天能力。

　　近年来，随着低轨互联网和遥感星座爆发，一箭多星已逐渐变成发射常态。那么，这么多卫星挤在一起，怎么安全“下车”？“下车”之后，又如何各奔东西、互不打扰？“拼车”省了钱、提了速，背后又藏着哪些新挑战？

　　2026年8月25日，长征六号丙运载火箭携7颗卫星升空。

　　一箭多星不只是“多放几颗”

　　一箭多星，顾名思义就是使用一枚运载火箭将两颗或更多颗卫星送入预定轨道。这个概念听起来并不复杂，却代表了航天发射从“专车专送”向“拼车共享”的重要转变，在大大降低发射成本的同时，让火箭的运载潜力得到更充分的释放。

　　一箭多星的常见形式多种多样。主星搭配副星是最经典的形式：一颗较大或任务优先级较高的主卫星占据核心位置，顺带捎上几颗体积更小、重量更轻的副星或搭载载荷，这些副星往往利用主星发射的剩余运载能力，以较低成本进入轨道。另一种日益普遍的形式是多星组网，尤其是在低轨通信星座、导航或遥感等应用领域，一次部署十几颗、几十颗甚至上百颗功能相似的卫星，快速形成初步星座网络，缩短组网周期。此外，还有混合布局，既有轨道高度或相位不同的卫星，也有科学卫星与商业卫星的组合，通过精心设计的分配器和分离时序，一次性完成多种任务目标。

　　与传统的一箭一星相比，一箭多星最显著的特点在于效率与成本的双重优化。一箭一星模式下，发射一次只能服务单颗卫星，需要为其量身定制飞行轨迹、对接接口和分离时序，卫星独占整个整流罩空间和运载能力，发射场准备、火箭制造、测控资源、人员调配都要为单星服务。这种方式虽然可靠、针对性强，但成本高昂、效率有限，当需要快速部署一大批同类卫星时，更是应接不暇。而一箭多星突破了这种一对一的局限，通过共享火箭、共享发射场和测控支持，把发射的综合成本分摊到多颗卫星上，大幅降低了每颗卫星的入轨费用。尤其对商业航天和大规模星座建设而言，这种“拼车”模式几乎是刚需。一箭多星还能显著提升发射节奏：过去需要上百次独立发射才能完成的星座部署，现在通过几次多星任务就能够初具规模，大大加快了卫星系统启动服务的速度。

　　更进一步说，一箭多星体现了航天技术从“精品定制”向规模化、量产化转移的趋势。它既保留了航天事业固有的高科技含量，又引进了商业逻辑中的效率优先与成本控制，帮助更多卫星更快、更经济地抵达轨道，使有限的运载资源得以服务更广泛的太空应用，更为科学试验、实验和新型商业服务拓展出更广阔的思路和发展空间。

　　试想，倘若没有一箭多星技术，许多饱含人类奇思妙想的微小实验卫星将没有机会列入发射计划，而包含万余颗卫星向地面提供互联网服务的巨型星座（如星链，正在构建的国网、千帆）更是只能存在于科幻世界中了。

　　让卫星有序“下车”难在哪儿

　　简单地说，一箭多星要按照“拼车乘客”的目的地排好“座位”，到了太空之后，再请它们依次“下车”。这是一套精密协同的系统工程，贯穿从地面布局到在轨释放的全过程，伴随着一系列设备需求和技术挑战。

　　首先，整流罩内要做到精细化布局。整流罩内部空间有限，卫星大小、形状、重量各异，同时，运载火箭又受到总重量、质心位置和振动环境的约束，所以工程师会设计多星分配器来“为乘客安排座位”，常见的有中心承力筒、锥形支架、顶部圆盘平台或它们的组合结构。根据卫星的形状和脱离方式，卫星可能侧挂在中心筒壁上，也可能分层堆叠。神舟飞船发射时，舱内航天员会从超重状态转变为失重状态，这个过程卫星也同样会经历，因此布置卫星时要考虑多星分配器的结构强度和动力学稳定性，确保“乘客坐得安稳”，不会因为超重、失重或振动发生位移。此外，“排座位”时还要保证“乘客下车”顺畅便捷，为星箭分离预留出互不干涉的路径。

　　其次，应对分离过程的复杂性与安全性。传统一箭一星只需一次干净利落的星箭分离，而多星任务往往需要按照预定时序多次分离。让卫星顺利“下车”的关键在于星箭分离与释放机构。发射过程中，卫星通过爆炸螺栓、分离螺母、包带或电磁锁等装置牢牢固定在分配器上，承受巨大的过载与振动。当火箭末级进入预定轨道并完成姿态调整后，控制系统按预设时序发出分离指令。解锁机构随即启动，由火工品瞬间切断连接，或非火工装置以较柔和的方式释放预紧力。紧接着，预先压缩的弹簧推杆或气动装置迅速展开，给卫星一个精确的相对速度，将其推离箭体。

　　再次，为避免拥挤碰撞，多颗卫星往往按层、按组依次释放。为了让每颗卫星获得合适的相对速度和轨道参数，并确保它们不会彼此碰撞（包括释放后的几个周期内），火箭还要不断进行调整，每完成一组分离，火箭末级通常会开启反推发动机或姿态控制系统，主动拉开与已释放卫星的距离，然后再进行下一组操作，保证卫星有序分批“下车”。这对动力学仿真、分离机构可靠性和飞行程序设计提出了较高要求。

　　轨道设计与部署策略决定了卫星最终去往何处。如果所有卫星目标轨道相近，火箭可以在同一轨道面内通过精确控制分离时刻和方向，让它们按照一定相位差自然散开；如果需要进入不同高度或倾角的轨道，则要依靠火箭上面级的多次点火与机动能力，先释放一部分卫星，再变轨到新的位置继续释放。

　　从一箭三星到“多星”常态化

　　一箭多星其实是一项“军转民”的成果，源于弹道导弹的多弹头技术。1960年，美国首次用一枚火箭发射了两颗卫星，次年又成功发射了一箭三星。随后，世界主要航天国家和组织相继在这个领域取得突破。

　　一箭多星技术在我国的发展，可以追溯到上世纪80年代初。1981年9月20日，风暴一号运载火箭在酒泉卫星发射中心成功将实践二号、实践二号甲和实践二号乙3颗科学试验卫星送入预定轨道，实现了我国首次一箭三星发射，这标志着我国在火箭与多星分离、轨道部署以及多星在轨管理等方面取得了关键突破，使我国成为继美国、苏联和欧洲空间局之后，第四个独立掌握一箭多星技术的航天力量。此后，这项技术从早期试验阶段逐步走向成熟和规模化应用，成为中国航天发射能力提升的重要标志。

　　进入21世纪，长征系列运载火箭将一箭多星推向常态化和多样化，在中国航天史上树立起一个又一个里程碑：2015年长征六号首飞即以一箭二十星创造亚洲纪录；2022年长征八号实现一箭二十二星；2023年长征二号丁更以一箭四十一星刷新中国单次发射卫星数量的最高纪录。纵观我国历次一箭多星发射任务，既有科学试验卫星与商业遥感卫星的组合，也有低轨通信与导航相关载荷的集中部署，充分展现了长征火箭在多星布局、分层分离和精确入轨方面的成熟能力。

　　在“国家队”捷报频传的同时，商业航天力量的加入也进一步加速了规模化进程，固体火箭与液体火箭协同发力，让一箭多星从国家任务扩展到市场化服务。例如，中科宇航力箭系列的发射任务几乎都是一箭多星，2023年力箭一号的一箭二十六星更是刷新过当时的国家纪录。

　　放眼国际，一箭多星同样经历了从少数试验到大规模组网的跃升。美国SpaceX公司的星链计划堪称当代最具代表性的应用：猎鹰9号火箭常态化执行一箭六十星任务，并在2021年创下单次发射143颗卫星的世界纪录，通过高频次、大批量部署，快速构建起全球低轨互联网星座。这些国外任务与我国长征系列共同推动了全球技术成熟度的显著提升：从早期依赖专用适配器和火工分离的试验性发射，发展到今天标准化分配器、低冲击非火工机构、精确时序控制和主动防碰撞策略的体系化应用。

　　纵观数十年发展，一箭多星的卫星数量从最初的两三颗增长到数十颗乃至上百颗，技术门槛不断降低，发射效率持续提高。它已从展示国家航天实力的“高光时刻”，演变为支撑大规模星座建设、降低入轨成本、服务商业航天的常规手段。无论是我国长征火箭的稳健突破，还是美国星链的高频组网，都表明一箭多星正朝着更高密度、更低成本、更强适应性的方向迈进，为人类高效利用太空资源开辟了广阔道路。

　　未来拼效率更需讲规则

　　一箭多星最主要的价值在于，它改变了卫星进入太空的经济账本与时间节奏。通过一次发射同时部署多颗卫星，能够充分利用火箭的运载能力，大幅摊薄单颗卫星的入轨成本。尤其对商业航天而言，这意味着资金占用更少，回报周期更短。以低轨互联网星座为例，申请到电信频率和轨道之后，7年内必须发射第一颗星，9年内的发射总数须达到10%，12年内达到50%，14年内整个星座必须完成发射。所以，要想实现上万颗卫星限时组网、尽快形成服务能力的目标，一箭多星成为行业的优选方案。

　　一箭多星提升了航天设施的整体效率：发射场资源、测控支持和火箭制造产能都能达到更高利用率，使有限的航天基础设施得以服务更多任务需求。同时，为了降低系统复杂度、提高可靠性，卫星接口、质量特性、分离设计往往需要统一或模块化，这在一定程度上推动了卫星平台的通用化和兼容性发展。

　　在空间碎片控制上，一箭多星也发挥着一定的积极作用。由于不再需要那么多火箭进入太空，所以一旦发射失败，最终形成的空间碎片总量会大幅下降。不过，这也可能是把双刃剑：一箭多星让轨道资源更加拥挤，碰撞风险随之上升。此外，一次任务释放的卫星数量越多，潜在的失效卫星和分离残留物风险也越高，使碰撞规避变得更加复杂。一箭多星在短时间内往同一区域内添加了很多在轨物体，自然对碰撞预警和火箭末级离轨处置更加严格。运营商不仅要确保卫星安全分离，还要与其他在轨物体保持安全距离，这些都对国际协调与数据共享提出了日益迫切的需求。

　　尽管面临挑战，但一箭多星的价值远未见顶。商业航天将继续依赖它降低门槛，让更多中小企业和创新载荷获得利用太空的机会；低轨互联网星座建设会以更高频次、更大批量的多星发射推进全球覆盖与容量升级；科学探测方面，它能够一次部署多颗协同工作的小卫星，形成分布式网络，低成本完成过去需要大型单一航天器才能实现的任务。未来，随着可重复使用火箭、标准化卫星平台和非火工低冲击分离技术的成熟，一箭多星有望变得更灵活、更精准、更环保。随着轨道管理、空间碎片减控和国际规则的不断完善，这项技术将持续释放潜力，推动人类以更高效率、更低成本探索和利用太空。（作者为中国科普作家协会会员）