遠征一號(YZ-1),又名遠征一號上面級,由中國運載火箭技術研究院研制,是在火箭上增加的獨立的一級飛行器,一次可發射一顆或多顆航天器。在火箭將其運送到一定軌道后,能自主飛行多次點火啟動,將航天器直接送入不同軌道空間。遠征一號被喻為“太空擺渡車”,主要用于執行中高軌航天器發射任務。
中國早在北斗全球衛星導航系統規劃之初,就提出要在短時間內向中、高軌道發射數十顆衛星的快速組網計劃。時任北斗二號工程總設計師的孫家棟提出由“上面級”執行直接發射入軌任務的設想。2009年年底,以“遠征一號”命名的上面級工程研制正式啟動。歷經6年時間,研制團隊先后突破了熱控、長時間自主導航制導、長時間滑行推進劑管理等多項關鍵技術,開展了千余項地面試驗,開展了大量的環境適應設計、分析與驗證,采用了百余項新技術。2015年3月30日,遠征一號完成首秀。2017年11月5日,長三乙/遠征一號火箭將北斗三號首發雙星順利送入預定軌道。截至2019年12月16日,遠征一號執行了15次飛行任務,將4顆北斗導航試驗衛星和24顆北斗三號MEO衛星準確送入預定軌道。2023年12月26日,長征三號乙/遠征一號運載火箭將第57、58顆北斗導航衛星送入預定軌道。2025年9月5日,中國使用長征三號丙運載火箭/遠征一號上面級,將試驗二十九號衛星發射升空。
遠征一號主直徑2.8米,在軌時間約6.5小時,擁有兩次啟動能力,推進劑為四氧化二氮/偏二甲肼,推力為6.5kN。
遠征一號是中國第一個上面級。遠征一號的成功研制改變了上面級與火箭原有固定、單一的組合狀態,創造了靈活、多樣的組合模式,極大程度挖掘了火箭的搭載潛力。此外,遠征一號也是中國成功部署北斗三號MEO組網星的主力。
歷史沿革
研發背景
中國早在北斗全球衛星導航系統規劃之初,就提出要在短時間內向中、高軌道發射數十顆衛星的快速組網計劃。為滿足北斗衛星導航系統快速部署的要求,時任北斗二號工程總設計師的孫家棟提出由“上面級”執行直接發射入軌任務的設想。2009年年底,新一代北斗導航衛星重大專項工程立項,使用上面級與長三甲系列運載火箭組合實施直接入軌發射被確定為中圓軌道衛星發射方案。
研制過程
2009年年底,以“遠征一號”命名的上面級工程研制正式啟動。2010年8月,一院一部選派18人成立研究室,專門負責上面級的研制任務。歷經6年時間,研制團隊先后突破了熱控、長時間自主導航制導、長時間滑行推進劑管理等多項關鍵技術,開展了千余項地面試驗,開展了大量的環境適應設計、分析與驗證,采用了百余項新技術。
發射活動
2015年3月30日,長征三號丙運載火箭搭配遠征一號上面級成功將第17顆北斗導航衛星直接送入工作軌道,遠征一號上面級成功完成首秀。同年7月25日,長征三號乙運載火箭搭配遠征一號上面級以“一箭雙星”方式將第18、19顆北斗導航衛星送入預定軌道。在此基礎上,中國進一步確定了基礎級加遠征一號上面級“一箭雙星”直接入軌發射成為北斗三號衛星工程的主要發射方式。
2017年11月5日,長三乙/遠征一號火箭在西昌衛星發射中心,將北斗三號首發雙星順利送入預定軌道。2018年,遠征一號試驗隊以一年8次任務全勝的好成績獲評一院最佳發射團隊。2019年12月16日,長征三號乙/遠征一號運載火箭順利將最后一組北斗三號MEO(中圓地球軌道)組網衛星送入預定軌道,正式建成北斗全球衛星導航系統核心星座。至此,遠征一號執行了15次飛行任務,將4顆北斗導航試驗衛星和24顆北斗三號MEO衛星準確送入預定軌道。
2023年12月26日,長征三號乙/遠征一號運載火箭在中國西昌衛星發射中心點火升空,成功將第57、58顆北斗導航衛星送入預定軌道。
2024年9月19日,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭與遠征一號上面級,發射第五十九顆、第六十顆北斗導航衛星。
2025年9月5日,中國在西昌衛星發射中心使用長征三號丙運載火箭/遠征一號上面級,成功將試驗二十九號衛星發射升空,衛星順利進入預定軌道。9月16日9時6分,中國在酒泉衛星發射中心使用長征二號丙運載火箭/遠征一號S上面級,成功將衛星互聯網技術試驗衛星發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。
技術特點
“上面級”是一種運載工具,是在原有的三子級火箭上面,增加相對獨立的一級,形成“四級火箭”。它就好像機場的“擺渡車”可以將乘客送往不同目的地一樣,可以先后把不同的衛星直接送到工作軌道。遠征一號是在火箭上增加的獨立的一級飛行器,一次可發射一顆或多顆航天器。在火箭將其運送到一定軌道后,能自主飛行多次點火啟動,將一個或多個航天器直接送入不同軌道空間,主要用于執行中高軌航天器發射任務。
遠征一號是基本型上面級。主要針對中高軌直接入軌任務。遠征一號上面級雖然只有兩次啟動能力,但它能夠將衛星的入軌時間從數天縮短為5個多小時,而且不耗費衛星的燃料。
性能參數
遠征一號主直徑2.8m,推進劑為四氧化二氮/偏二甲肼,推力為6.5kN,在軌時間約為6.5h,具有兩次啟動能力,主要針對中高軌直接入軌任務。
價值意義
遠征一號的成功研制,可以減輕衛星自重、減少衛星的燃料消耗、延長衛星使用壽命,也改變了上面級與火箭原有固定、單一的組合狀態,創造了靈活、多樣的組合模式,模塊化、組合化、系列化設計理念衍生出了可與中國新一代運載火箭組合實施發射飛行任務的上面級,極大程度挖掘了火箭的搭載潛力,提升了中國火箭滿足不同用戶需要的適應性,提高了中國火箭在國際發射市場的競爭力。同時,遠征一號也是中國成功部署北斗三號MEO組網星的主力。
衍生型號
遠征一號是中國第一個上面級。遠征一號上面級的成功研制,創造了運載火箭靈活、多樣的組合模式和模塊化、組合化、系列化的設計理念,極大程度地挖掘了火箭的搭載潛力。此后,研制隊伍通過優化改進,研制形成了遠征一號甲、遠征一號S、遠征二號等多個上面級產品。
遠征一號甲
遠征一號甲在2016年6月首飛,它在遠征一號上面級的基礎上實現了全方位性能升級,發動機啟動次數由遠征一號的2次提升為20次,在外層空間工作時間由遠征一號上面級的數小時提升為數天。首飛時,遠征一號甲與長征七號運載火箭配合,精準入軌,還飛出了“太空眼鏡蛇屬”動作。
遠征一號S
遠征一號S,也稱“遠征一號商業型上面級”,在遠征一號上面級的基礎上進行了適應性改進,主要針對短時間飛行任務而設計,遠征一號S上面級在與基礎級分離完成后馬上點火加速,整個飛行任務基本上在1小時以內完成,所以也省去了工作數小時所必需的設備,重量和成本也大大降低,在市場競爭中更具優勢。2018年10月,遠征一號S搭檔長征二號丙運載火箭完成首飛。
遠征二號
遠征二號上面級的直徑有3.8米,屬于“大上面級”系列,被稱為“增強版太空擺渡車”,可將約5噸的衛星直接送達36000公里高度的地球同步軌道。遠征二號配備了兩臺推力為6.5kN的發動機,能夠保證上面級在數小時之內將高軌衛星直接送入目標軌道。
遠征二號是針對長征五號新一代大推力運載火箭研制的上面級,2016年11月,伴隨著“長征五號系列運載火箭”的首飛,遠征二號也完成了首秀,并在此次飛行中發揮了重大作用。
遠征三號
遠征三號由中國航天科技集團八院研制,2018年12月與長征二號丁運載火箭一起首飛,可以實現異軌多星部署。
參考資料 >
西昌衛星發射中心將于....新浪微博.2025-09-10
比“長征”更遠的是“遠征” ——遠征一號上面級的前世今生、研制發射任務紀實.國務院國有資產監督管理委員會.2025-09-09
遠征一號S上面級首飛成功.菏澤日報.2025-09-09
遠征一號上面級即將首飛.中國科學院.2025-09-09
長三甲系列火箭:高密度發射打造“北斗專列”.澎湃新聞.2025-09-09
長征三號乙/遠征一號運載火箭成功發射第57、58顆北斗導航衛星.澎湃新聞.2025-09-09
我國成功發射試驗二十九號衛星.騰訊網.2025-09-09
帶你認識遠征上面級“四兄弟”.中國運載火箭技術研究院.2025-09-09
功成!遠征一號完成北斗三號衛星發射任務,來看看它的前世今生.澎湃新聞.2025-09-09
我國將發射2顆北斗導航衛星.界面新聞.2025-09-09
我國成功發射衛星互聯網技術試驗衛星.中國網-今日頭條.2025-09-16
揭秘遠征系列上面級 如何讓“北斗”飛得舒服?.光明網 科普中國.2025-09-09