国产先进上面级将助力新一代大型运载火箭

资料图：搭配宇宙神V火箭的半人马座上面级，也是当今世界上优秀的型号之一

先进上面级要解决上面级高精度姿控和复杂振动环境等问题，但它的技术难点主要是上面级的超长时间滑行和多次启动能力。与我国现有的上面级相比，先进上面级的尺寸质量较大，而且先进上面级要适应尺寸质量不同的单一载荷或数量不等的多星发射，载荷的灵活和复杂化也使上面级的动力学特征更为复杂，对先进上面级与载荷的振动环境方面提出了更高的要求。我国现有的上面级无论使用低温的液氧液氢推进剂，还是常温的肼类加四氧化二氮推进剂，最长工作时间仅有一千多秒，而且只有二次启动能力。由于上面级发动机工作时间短，运载火箭发射静止轨道通信卫星时，都是将卫星打入近地点200多公里左右、远地点35800公里的同步转移轨道，然后由卫星自行变轨到静止轨道，卫星携带大量的推进剂用于变轨还在其次，对卫星大型太阳翼和天线展开技术要求较高。冷战期间美苏两国都研制了先进上面级，美国以RL-10氢氧发动机为核心，通过上面级数个小时的长时间滑行和发动机的3次点火可将卫星直接送入静止轨道，苏联则以常温的肼类推进剂发动机为核心，研制出了Fregat、Block DM和Breeze系列上面级，用于从高纬度的发射场发射高轨道卫星、星际探测器和商用的静止轨道通信卫星。近些年来欧洲和日本也同样开展了低温先进上面级的研制工作。