25年100次发射背后的N个“第一” ──细数长征三号甲系列运载火箭历史上的新技术应用

源自：封面新闻

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王玉磊 梁珂岩 川报观察记者 吴浩

　　中国航天叩问苍穹的脚步越来越快，西昌卫星发射中心承担的发射任务也越来越密，3月31日，记者从西昌卫星发射中心获悉，该中心即将迎来长三甲系列运载火箭的第一百次飞行。

现场：
　　连夜恢复维护塔架各种设备设施
　　3月31日23点51分，长征三号乙运载火箭拔地而起，将天链二号01星成功送入到预定轨道。西昌发测站塔勤分队平台操作手尚猛和队友迅速来到热温未散的2号发射塔，开展射后恢复检查工作。

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　　尚猛所在的塔勤分队，管理维护西昌发射场的两个塔架。在塔架上，他们仔细检查每个平台操作箱、每段液压管路、每处机械部件的情况，在确保设备射后安全的情况下，快速开展塔架恢复工作。与此同时，他们铺设安全网、设置安装安全绳，为其他系统人员几小时后开展射后恢复工作提供前提保障。

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　　“像这样连夜恢复维护塔架各种设备设施，已经是一种常态了。”此时已经是凌晨，尚猛却依然干得起劲，“如果遇到下一次发射的火箭型号更改，射后恢复和调整的难度更大、工作量更多。”

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背后：
　　用科技创新保障多任务并行推进
　　去年，西昌发射场共执行17次发射任务，创历史新高，多发任务并行推进，双工位交替发射，先后更替发射长征二号丙、长征四号丙、长征三号乙等多型号运载火箭，对发射场设备设施可靠性和射后恢复能力带来了严峻挑战。
　　“科技创新，是我们不断突破高密度发射连胜纪录的保障。”中心主任张学宇道出其中关键。

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　　“全体注意！重新进程序，我们进行一次模拟发射演练，此次的模拟飞行数据数据中设置多个异常数据，各系统注意观察，发现异常及时分析，立即上报！”下达口令的指挥员肖锋，是中心技术部总体技术室主任。中心每一次航天发射圆满成功的结论，都出自这个团队。
　　“快节奏的航天发射速度，倒逼我们不断加强对飞行数据规律的挖掘，加强快评技术的自主创新，目前我们评估结果时间由15分钟缩短至10分钟以内。”肖锋介绍，他们自主开发了整套评估系统，从手动评定到适应多种型号任务的人机交互式判读评定，通过实时分析成千上万的遥测数据，掌握火箭的飞行状态，通过分析卫星入轨数据，迅速评定航天发射的成功与否。特别是通过分析蛛丝马迹的异常数据，为提高后续火箭可靠性与发射成功率提出改进建议。

期待：
　　中国航天叩问苍穹的脚步越来越快
　　“我们现在可以实现一键式跟踪，一个人就可以完成火箭跟踪测量工作……”在中心的西昌观测站，某型干涉仪设备组组长刘建滨对中心的新技术非常自豪。
　　两年前，该设备要执行一次火箭跟踪测量任务，至少需要9人全程配合，监控、伺服、接收机、副站等岗位缺一不可。同时，根据该设备的工作特性，需要提前将天线转到预定角度，待接收到火箭信号后，再由岗位人员操作转为自跟踪模式。是否满足自跟踪条件、是否跟踪正常，只能人为判断，很大程度上存在误操作风险。“最复杂的部分是控制策略的确定。”回忆起立项之初的种种困难，刘建滨十分感慨。
　　“长征”系列运载火箭第一个100次发射用了37年，第二个100次用了7年，第三个100次仅用了4年多时间。如今，一个人就可以完成火箭跟踪测量工作，也从侧面反映了中国航天的脚步又快又稳。
　　“确定控制策略，就是要将文字转化为计算机语言，将人为操作转变为自动控制。”为验证一键式跟踪的可靠性，刘建滨和同事们又开发出“数据回放”系统，将每次实战任务的存盘数据，重新输送到管理机，模拟实战任务状态进行联试。
　　去年刚参加工作的周柯宏，已经成为某雷达组的“编程专家”。他编写的自动化指标测试系统，将原本的8个步骤操作简化为一键式操作，时间缩短近三分之二。
　　如今，西昌卫星发射中心即将迎来长三甲系列运载火箭的第一百次飞行。中国航天叩问苍穹的脚步越来越快，也让人们多了更多的期待，对此中心党委书记董重庆的话掷地有声：“在打造一流航天发射场、建设航天强国的道路上阔步前行，向祖国和人民交出完美答卷。”
　　（西昌卫星发射中心供图）

源自：中国航天科技集团有限公司

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原文标题：长征三号乙火箭成功发射天链二号01星－国务院国有资产监督管理委员会

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3月31日23时51分，西昌卫星发射中心，在巨大轰鸣声中，长征三号乙运载火箭划破夜空，将天链二号01星送入太空，随后卫星准确进入地球同步转移轨道。

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长征三号乙运载火箭点火起飞
　　天链二号01星是我国第二代地球同步轨道数据中继卫星的首颗星，由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制，主要用于为飞船、空间实验室、空间站等载人航天器提供数据中继和测控服务，为中、低轨道遥感、测绘、气象等卫星提供数据中继和测控服务，为航天器发射提供测控支持。
　　2008年~2012年，我国先后发射天链一号01~03星，三颗卫星组网运行，使我国成为世界上第二个拥有对中、低轨航天器全球覆盖能力中继卫星系统的国家。2016年，天链一号04星成功入轨并完成在轨测试，与01~03星实现全球组网运行。

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火箭吊装
　　天链二号01星在第一代中继卫星的基础上，基于东方红四号平台研制，在服务目标数量、传输速率方面有了较大提升，具有服务目标更多、传输速率更高、覆盖范围更广、设计寿命更长等特征。

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长征三号乙运载火箭整装待发
　　执行此次发射任务的长征三号乙运载火箭属于“金牌火箭”长三甲系列，由中国航天科技集团有限公司一院抓总研制，本次发射是长征三号甲系列运载火箭的第99次发射，也是长征系列火箭的第301次飞行。 ●

源自：新浪科技

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长三乙火箭点火升空（高楠 摄）

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长三乙火箭飞向太空（付苏 摄）
　　3月10日0时28分，巨大的轰鸣声响彻大凉山，长征三号乙运载火箭托举着中星6C卫星从西昌卫星发射中心腾空而起，随后卫星成功进入预定轨道。这一刻，中国长征系列运载火箭的发射次数正式刷新为“300”。
　　长征系列运载火箭成功实现300次飞行，是中国航天发展历程中的重要历史节点。中国航天科技集团有限公司党组书记、董事长吴燕生表示，“这也是中国航天事业由量变向质变发展的新起点，是中国从航天大国向航天强国迈进的重要里程碑。”

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长三乙火箭一飞冲天（王旭 摄）
　　由航天科技集团自主研制的长征系列运载火箭，是中国航天的绝对主力运载火箭，承担了我国96.4%的发射任务，发射航天器总质量占中国发射总质量的99.2%。从1970年首飞至今，长征系列运载火箭先后有17型基础级火箭和5型上面级投入使用，成功将506个航天器送入预定轨道，具备了发射低、中、高不同轨道、不同类型载荷的能力，运载能力、发射频度、成功率、入轨精度和适应能力均已达到世界一流水平，已成为中国第一、世界知名、在国际高科技产业具有自主知识产权的品牌。
　　多年来，长征系列运载火箭有力支撑保障了我国载人航天、月球探测、北斗卫星导航、高分辨率对地观测系统等一系列重大工程任务的成功实施，为推动相关领域发展，加快科技强国和航天强国建设打下了坚实基础。
　　自1970年4月24日长征一号运载火箭首飞至2007年6月1日长征三号甲运载火箭发射鑫诺三号卫星，长征系列运载火箭实现100次发射用时37年；再至2014年12月7日，长征四号乙运载火箭成功发射中巴资源卫星，长征火箭完成第二个100次发射用时7年多；今天，长征火箭完成第三个100次发射，仅用了4年多时间。

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长征火箭“加速度”
　　据统计，长征火箭300次发射的成功率约为96%。与前50次发射相比，后250次发射的成功率明显提升且趋于稳定。在第三个100次发射中，长征火箭共将225颗航天器送入预定轨道，发射成功率高达97%，居世界领先地位。特别是2018年，长征火箭以全年37次发射的全胜战绩，首次独居世界航天发射次数年度第一位。

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长三乙火箭吊装（高楠 摄）
　　目前，已有四型新一代长征系列运载火箭完成首飞任务并投入使用，四型正在研制中，重型运载火箭正处于关键技术攻关和深化论证阶段。未来，随着新一代长征系列运载火箭的不断发展，新老火箭将实现全面交替，我国运载火箭水平将再次实现新跨越。与此同时，中国航天进出空间和空间运输的方式也将实现由一次性使用向重复使用、由单一航天运输向航天运输与空间操作相结合等重大突破。

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长三乙火箭伫立在塔架旁（高楠 摄）
　　用于执行本次发射任务的长三乙火箭由航天科技集团一院抓总研制。此次发射的中星6C卫星是一颗新的广电专用卫星，是继中星6A、中星6B、中星9号和中星9A等之后，又一颗满足我国广播电视信息传输要求，确保广电业务安全播出的高质量卫星。该星由航天科技集团五院抓总研制，在轨交付后，将由航天科技集团所属中国卫通运营管理。

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中星6C卫星（庄茜倩 摄）
　　站在300次发射的新起点上，航天科技集团作为中国航天的主导力量，将通过持续技术创新与基础能力提升等措施不断做强做大“长征”品牌，构建“技术先进、成本优化、产品可靠、测发一流”的新一代长征系列运载火箭型谱，满足国内外各种卫星发射需求，实现中国航天的高质量发展，为航天强国建设贡献新的更大的力量。

源自：中国航天科技集团有限公司

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原文标题：2019宇航发射实现开门红 长三乙成功发射中星2D卫星－国务院国有资产监督管理委员会

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2019年1月11日1时11分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将中星2D卫星送入预定轨道，随后，太阳翼顺利展开。中星2D卫星发射取得圆满成功，我国2019年宇航发射实现开门红。

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中星2D卫星是中国卫星通信集团股份有限公司所属的一颗通信广播卫星，由集团公司五院研制，可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输业务。该星成功发射后将为我国通信广播事业提供更好的服务。
　　长征三号乙运载火箭由集团公司一院抓总研制，采用了长征三号甲系列运载火箭统一构型设计思路，助推器、一子级采用加长状态，发射标准为地球同步转移轨道，运载能力为5400千克。
　　本次发射是长征系列运载火箭的第298次发射。 ●

源自：中国航天科技集团有限公司

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原文标题：长征三号丙运载火箭成功发射通信技术试验卫星三号－国务院国有资产监督管理委员会

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长征三号丙运载火箭起飞
　　12月25日0时53分，在西昌卫星发射中心，随着一声“点火”，巨大轰鸣声中，长征三号丙运载火箭直冲苍穹，将通信技术试验卫星三号送入预定轨道，发射取得圆满成功。
　　通信技术试验卫星三号由中国航天科技集团有限公司八院抓总研制，用于开展相关技术验证。
　　执行此次发射任务的长征三号丙运载火箭属于“金牌火箭”长三甲系列，由航天科技集团一院抓总研制，2018年，长三甲系列运载火箭共在西昌卫星发射中心执行14次发射任务，此次发射是其本年度收官之战。
　　本次发射是长征系列运载火箭第296次飞行，也是长征系列运载火箭本年度的第36次发射。 ●

源自：中国航天科技集团有限公司

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原文标题：长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器－国务院国有资产监督管理委员会

嫦娥四号探测器在长三乙火箭托举下升空
　　12月8日凌晨，人类首次月球背面软着陆探测之旅，在素有“月亮城”美誉的四川西昌开启征程。2时23分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，成功将嫦娥四号探测器送上太空。
　　火箭升空19分钟后，器箭成功分离，嫦娥四号成功进入近地点约200公里、远地点约42万公里的地月转移轨道。相比发射嫦娥三号时，这次火箭设计入轨精度提高了30%以上。
　　按照计划，嫦娥四号进入轨道后将进行地月转移、近月制动、环月飞行，最后软着陆至月球背面南极-艾特肯盆地，从而完成人类首次月球背面软着陆探测的壮举。
　　“嫦娥四号探测器由着陆器和巡视器组成，着陆月面后将择机释放巡视器，对月球背面巡视区地貌、矿物组份、浅层结构进行探测，并在国际上首次实现月基低频射电天文观测。”嫦娥四号任务探测器系统总设计师孙泽洲说。
　　据悉，嫦娥四号任务中，我国与荷兰、德国、瑞典、沙特开展了4项科学载荷方面的国际合作。此次任务还搭载了3项国内高校研制的科学技术试验项目。“无论是从工程意义还是科学意义上看，嫦娥四号任务都是2018年国际科学界最具看点的任务之一。
　　由于探测器在月球背面无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，所以月球背面一直没有留下人类探测器的“脚印”。今年5月21日，一颗连通地月的中继卫星“鹊桥”成功发射，为嫦娥四号在月球背面软着陆和巡视探测提前架好了信息之桥。
　　执行此次任务的长征三号乙运载火箭和嫦娥四号探测器分别由中国航天科技集团有限公司一院和五院抓总研制。本次发射是长征系列运载火箭的第294次发射，也是今年长征系列运载火箭的第34次发射。 ●

源自：澎湃新闻

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本文图片均来自“科技日报”微信公众号
　　科技日报12月8日消息，长三甲系列火箭包括长三甲、长三乙、长三丙三种大型低温液体火箭，承担了我国绝大部分高轨航天器发射任务。它们是长征火箭家族高强密度发射的主力军，也是成功率最高、技术最成熟的火箭系列，有着“金牌火箭”的美誉。
　　但记者从中国航天科技集团一院了解到，此次托举“嫦娥”的长三乙遥三十火箭，经受了更严格的“探月标准”磨炼。该火箭总指挥金志强说：“执行探月工程任务，要采取特殊保成功措施。”

新技术太多风险大？提前验证
　　与我国上次探月任务所用火箭相比，长三乙遥三十火箭得到了65项技术改进，分布在发动机、控制系统、测量系统、箭体结构、增压输送系统、发射支持系统等13个分系统中。

　　为了尽可能减少技术首次应用带来的不确定性，研制团队统筹安排，借长三甲系列火箭执行其他任务时，对各项改进分批进行了飞行验证，以确保安全可靠。
　　例如在今年10月的一次发射任务中，发动机舱内防水与防热可靠性改进通过了飞行考核；伺服机构可靠性改进，已经在两次以上发射任务中得到验证。
　　据统计，在“嫦娥四号”发射前，已有60项技术改进提前经过飞行验证，让此次任务的技术风险大幅降低。

产品指标合格就够了？优中选优
　　产品质量控制是关系任务成败的重中之重，航天产品每一个元器件、零部件都有完备的指标考核体系，任何一个指标出现瑕疵，该产品都会在验收过程中被淘汰。
　　而探月任务选择的产品，指标全部合格还不够，必须优中选优。

　　金志强介绍，例如此次任务所用低温发动机，就是从同时装配的4台发动机中，选出了性能更优的2台。
　　在产品交付前的检测、试验过程中，研制团队同样用上了“探月标准”。
　　长三乙遥三十火箭总设计师陈闽慷说，例如火箭贮箱，其液压试验、气密试验、氦质谱检漏测试时间均比以往增加了30%，以尽可能寻找产品可能存在的缺陷。
　　在电气系统产品试验中，所有电气产品的通电老炼时间都增加50个小时。在单机产品严格考核基础上，还增加了系统综合试验次数。

发射机会转瞬即逝？多重保障
　　发射月球探测器需要满足多方面条件要求，因而“嫦娥四号”必须在特定的2天内发射，每天有2个发射窗口。第一个窗口的有效宽度为2分钟，如果错过，要等46分钟后进入第二个窗口，其有效宽度仅1分钟。

　　为了确保火箭准时发射，研制团队采用了适应多窗口、窄窗口约束的轨道设计技术，对火箭主要分系统和重要单机进行了可靠性设计、采取了冗余改进措施。
　　为了充分利用2天内多窗口的发射机会，他们还开展了“低温加注后推迟24小时发射”技术创新。在火箭完成液氢、液氧低温推进剂加注后，保持连接器不脱落，就可以推迟24小时发射。“这在国内尚属首次，在一定程度上提高了火箭对任务的适应能力。”陈闽慷说。
　　不过这些技术并没有用上。与此前四次探月任务一样，火箭在第一窗口准时飞向了天空。

　　除了准时发射，要想让探测器顺利飞向月球，火箭运送其进入地月转移轨道的精度也需满足极高要求。研制团队采用激光惯组优选、滤波组合算法优化等手段，使此次任务的设计入轨精度进一步提升，相比嫦娥三号任务提升了30%以上。

相关知识

　　什么是运载火箭发射窗口？为什么“嫦娥四号”发射窗口只有几分钟？
　　中国航天科技集团有限公司一院一部钱航：发射窗口指运载火箭发射比较合适的时间范围，是根据航天器本身的要求及外部多种限制条件，经综合分析计算后确定的。时间范围的大小也叫发射窗口的宽度。窗口宽度有宽有窄，宽的以小时甚至以天计算，窄的只有几十秒，甚至为零。
　　选择“嫦娥四号”发射窗口时，需要考虑很多约束条件，使得探测器与日、地（包括地面点和近地轨道）、月（包括着月点）的相对关系满足月背着陆需求。
　　例如，奔月轨道需要调整近月点经度和飞行时间，让环月轨道临近着月点上空，为着陆器登月创造条件。在探测器奔月飞行过程中，要考虑太阳能帆板的受晒问题，要求太阳光入射方向与太阳帆板之间的夹角保持在一定范围内。
　　此外在飞行和着陆过程中，还要考虑探测器的连续测控问题。诸多约束条件的作用并不相同，有些决定发射月窗口，有些决定发射日窗口，还有一些约束可能形成对立关系。发射窗口就是在这些约束作用下，形成的发射机会的交集。“嫦娥四号”要在月背着陆，各种约束关系特别复杂，因此发射窗口只有几分钟。

源自：付毅飞/科技日报

源自：国资委网站

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原文标题：长征三号乙运载火箭成功发射第41颗“北斗”

　　11月1日23时57分，西昌卫星发射中心，我国第41颗北斗导航卫星由长征三号乙运载火箭发射升空，随后星箭分离，卫星顺利送入预定转移轨道，发射取得圆满成功。该星经测试入网后，将成为世界现役功能最强的导航卫星之一。
　　第41颗北斗导航卫星由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制，是北斗全球卫星导航系统（即北斗三号工程）的17颗卫星，也是该系统首颗运行于地球静止同步轨道的卫星（北斗三号GEO-1卫星）。此次发射是实现北斗全球卫星导航系统在今年建成“18+1”（18颗中圆轨道卫星+1颗地球同步轨道卫星）星座、服务“一带一路”目标的重要一步。
　　首颗北斗三号地球同步轨道卫星除具备传统导航卫星的功能外，还拓展了多项新功能，包括精密单点定位、卫星导航服务星基增强、大容量短报文通信等，将推动自动驾驶、精准农业等领域的发展，在航空、航海、应急救援等应用场景中发挥巨大作用，综合能力与应用潜力均处于世界领先水平。
　　航天科技集团五院的研制团队采用东方红三号B（导航）卫星平台，开展创新设计，精准统筹复杂载荷，在电磁兼容等方向攻克了一系列难关，圆满实现了综合功能强、设计寿命长的目标，标志着我国的卫星研制能力，特别是在“导航、通信一体化”设计上取得了新突破。该星的成功研制与发射，是我国建设航天强国征程中的一项重要成就。
　　执行此次发射任务的长征三号乙运载火箭由中国航天科技集团有限公司一院抓总研制。此次发射验证了空调连接器自动脱落等技术，意味着该型火箭已具备发射前1小时全箭无人值守的条件，安全性大大增强。
　　同时，此次发射也是该型火箭首次在执行国家重大专项任务中实现“整箭去任务化”，即火箭与卫星无需“从一而终”，根据各自研制进度动态匹配，标志着该型火箭的“整箭去任务化”工作已进入成熟应用阶段，对后续进一步挖掘高密度发射潜力、加速国家重大专项工程的实施、拓展商业航天发射业务具有重要意义。
　　本次发射是长征系列运载火箭的第290次飞行，同时也是本年度长征系列运载火箭的第30次飞行，开启了长征火箭年发射次数“30+”节奏。 ●

源自：中国新闻网

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原文标题：中国长三甲系列火箭再度刷新年度发射纪录

　　中新社北京11月2日电（记者：孙自法）记者2日从中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院获悉，由该院抓总研制的长征三号甲（长三甲）系列运载火箭（包括长三甲、长三乙和长三丙）当中的长三乙火箭，1日深夜在西昌成功发射第41颗北斗导航卫星，这是长三甲系列火箭继10月中旬首次年发射达到10次后，再度刷新了其年发射次数纪录。

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上传时间: 2018-11-2 14:08

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中国成功发射北斗三号系统首颗地球静止轨道卫星 史啸 摄
　　据中国运载火箭技术研究院长三甲系列火箭总体副主任设计师魏远明介绍，此次是长三甲系列火箭今年第11次执行发射任务，继10月15日长三甲系列火箭第一次年发射达到10次后，再度刷新了年发射次数纪录。
　　而根据计划，今年年底前，长三甲系列火箭还将发射北斗系统两颗中圆地球轨道卫星，建成由19颗卫星组成的北斗三号全球基本系统，可向“一带一路”沿线国家和地区提供服务。由此也可以预期，长三甲系列火箭年发射次数的纪录，还将再次被刷新。
　　魏远明表示，长三甲系列火箭实行“去任务化”设计以来，已在西昌卫星发射中心执行多次发射任务，火箭状态基本稳定。值得一提的是，长三甲系列火箭研制团队从去年就着手开展射前无人值守的攻关工作，“箭上连接器的自动脱落是制约射前无人值守的重要因素，本次发射我们首次实现了卫星整流罩空调连接器的自动脱落，为射前1小时无人值守打通了最后一道障碍，将进一步提高火箭测发的安全性。”
　　另据了解，本次长三乙火箭执行北斗卫星发射任务前一天，西昌发生里氏5.1级地震，震源深度19公里。来自西昌卫星发射中心的消息说，地震时该中心有明显震感，经科技人员评估判定，这次地震对发射塔架、火箭、卫星等设施无明显影响。

源自：新浪科技综合

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圆满成功（褚洪杰 摄）

源自：中国航天科技集团

⊙作者：李东

　　10月15日12时23分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙/远征一号运载火箭成功执行“一箭双星”发射任务，将两颗北斗全球导航卫星发射升空。随后，火箭上面级顺利与双星分离，将其送入预定轨道。

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长征三号乙/远征一号运载火箭点火升空（谢奇勇 摄）

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长征三号乙/远征一号运载火箭跃出山谷

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长征三号乙/远征一号运载火箭一箭穿云
　　执行本次发射任务的长征三号乙/远征一号运载火箭由中国航天科技集团有限公司一院抓总研制。本次发射是长三甲系列火箭2018年第10次发射，也是该系列火箭自1994年首次发射成功以来第一次年发射超过10次。
　　本次任务是北斗全球导航卫星系统（北斗三号工程）的第8次发射。本次发射的是该系统的第15颗和第16颗卫星，也是我国发射的第39颗和第40颗北斗导航卫星。
　　长征三号乙/远征一号运载火箭由基础级和上面级组成的四级火箭。基础级火箭是在长征三号乙运载火箭的基础上，为适应采用上面级而改进研制的捆绑式三级液体火箭。
　　长征三号乙运载火箭一子级上捆绑着四个助推器，此次发射搭载了助推器伞降测控系统。计划在不久的将来，长三乙火箭助推器分离后可通过降落伞归航到指定的落区，以实现对地面不可预测损失的最小化。

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长征三号乙/远征一号运载火箭吊装（谢奇勇 摄）
　　此次发射的远征一号上面级在电源等方面采取了一系列改进措施，任务适应性更强，发射场总装操作更简化，运载能力更高，还实现了发射前2小时无人值守，大大提高了测发的安全性。

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长征三号乙/远征一号运载火箭整装待发（谢奇勇 摄）
　　本次任务是长三甲系列运载火箭的第92次发射，长征系列运载火箭的第287次飞行。