小火箭：人類軍事和商業火箭發射中的一箭多星技術之二

軍情 12-05

小火箭出品

本文作者：邢強博士

本系列共5篇，本文為第2篇。

1962年8月，世界上第一枚多彈頭彈道導彈「北極星A-3」進行了首次飛行試驗。

1962年8月，世界上第一枚多彈頭彈道導彈，由洛克希德公司出品的「北極星A-3」進行了首次飛行試驗。

這是多彈頭技術的首次工程化實踐。

而一箭多星技術的工程化，則要更早一點點。

海軍

進入上世紀60年代，由雷神系列彈道導彈改造而來的雷神系列運載火箭迎來了快速發展的時期。

公元1960年6月22日，協調世界時05點54分11秒，一枚雷神運載火箭在卡納維拉爾角空軍基地的17B發射場拔地而起。

有關該發射場的傳奇，詳見小火箭的公號報告《小火箭 | 外太空宜居星球搜尋的當下與未來》

此時，距離蘇聯發射人類第一顆人造地球衛星，僅2年8個月零18天（嗯，小火箭認真數過了）。

這是人類第一次用同一枚火箭將兩枚衛星送入軌道。

當時發展一箭多星技術的目的比較單純：火箭不夠用，在運載能力許可，而軌道要求又差不多的情況下，一次把兩顆衛星都送入太空，挺划算的。

上圖為人類最早的一箭多星（雙星）技術的應用情況。

在雷神運載火箭的整流罩內，工程師通過簡易分離裝置，將兩顆衛星上下疊放在一起。

上面那個小的，是美國海軍的電子情報收集衛星；下面那個大一些的，是美國海軍非常早期的導航技術驗證星。

這兩顆衛星，能夠成為人類最早的一箭多星技術的工程化應用，有三重契機：

第一，這兩顆衛星的用戶都是美國海軍的先進技術研究室，非常好協調；

第二，1960年6月份，雷神運載火箭的上面級終於掌握了在軌多次點火技術，提供了一箭多星技術的運載基礎；

第三，兩顆衛星所用的軌道類似，執行的任務則高度相關，因此具備相近的發射窗口和任務軌道特性。

上圖為美國海軍的導航系統技術驗證星。

導航技術的出現，得益於人類第一顆人造地球衛星斯普特尼克1號。

這是LIFE在1957年10月份的刊物上登出的封面。

正是通過多普勒效應，美國科學家才真的確定，蘇聯工程師真的是把一個能夠發送信號的物體送入了太空，並且正在繞地球轉動。

而當時的約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的理查德博士，轉念一想：

既然地球表面的人類可以通過多普勒效應來確定太空中的衛星的飛行軌道；那麼，如果有一顆衛星，她的運行軌道是已知的，那麼通過多普勒效應，豈不就能反推出地球表面的接收器的位置了？

理查德博士的想法，很快就被美國軍方得知了。

當時的美國海軍，恰好急需一種技術，能夠為大海中航行的艦船以及潛射彈道導彈的初始裝訂提供及時而又準確的位置信息。

這個系列，總共打了37顆衛星，成為了人類最早利用多普勒效應進行導航的星座。

實際上，該星座一直到1996年才正式退役，讓位於GPS系統，結束了她為軍用和商用艦隻的服務。

上圖就是美國海軍多普勒導航系統的地面站。從1到12，依次為：

1.衛星下行數據接收天線。 2.旗杆。3.不小心被拍到的電線杆（屬於當地供電系統，不屬於該地面站）。4. 溫度報警器（其實就是一個溫度感測器接上了一個警車用的警燈，溫度一旦過高，警燈和警笛就會立刻工作）。5.VLF天線。6、7、8和9.多普勒衛星跟蹤天線。10.戶外設備保溫爐的煙囪。11.燈泡。12.油箱。