12月16日，远征一号上面级和老搭档长征三号乙运载火箭再度联手，将最后一组北斗三号MEO（中圆地球轨道）组网卫星送入预定轨道，正式建成北斗导航全球系统核心星座。至此，在北斗三号卫星发射计划中，远征一号完成了其所有既定任务。

为什么这么说？

北斗三号全球系统由三种不同轨道的卫星构成，其中GEO（地球静止轨道）卫星和IGSO（倾斜地球同步轨道）卫星可以向用户提供区域导航服务，而MEO（中圆地球轨道）卫星的服务范围可以覆盖全球，后者是系统的主力卫星。

北斗三号全球系统共有24颗MEO（中圆地球轨道）卫星，全部由远征一号搭档长三甲系列火箭来执行发射。

24颗北斗三号MEO卫星发射时间轴：

早在我国规划北斗全球卫星导航系统之初，就提出要在短时间内，发射北斗三号MEO（中圆地球轨道卫星）组网计划。以运载火箭推力，直接将新一代北斗导航卫星送入两万公里的轨道成本过高；若借用卫星自带的燃料进行轨道转移，将大大折损卫星寿命。

深思熟虑后，时任北斗二号工程总设计师的孙家栋提出采用由“上面级”执行直接发射入轨的设想。

2009年底，新一代北斗导航卫星重大专项工程立项，使用上面级与长征三号甲系列运载火箭组合实施直接入轨发射被确定为中圆轨道卫星发射方案。

一院运载火箭系列总设计师龙乐豪说，我们的运载火箭叫“长征”，上面级比基础级火箭飞得更高更远，可以叫“远征”嘛！

所谓上面级，通俗理解就是在原有的火箭上面增加相对独立的一级，形成的“N+1级火箭”。它可以先后把不同的卫星直接送到工作轨道，因此也被称为“太空摆渡车”。

在没有“太空摆渡车”时，运载火箭把卫星送入“转移轨道”后，卫星要通过自身变轨到达工作轨道。这个过程需要消耗数吨燃料，飞行数天。而“太空摆渡车”可以带着卫星在太空“接力”火箭飞行，仅用几个小时就能把卫星送入工作轨道。这样可减少卫星燃料消耗、延长卫星使用寿命，并大大增强运载火箭的任务适应性。

远征一号是我国第一个上面级。此后，上面级家族不断发展壮大。

远征一号甲在2016年6月首飞，它在远征一号上面级的基础上实现了全方位性能升级，发动机启动次数由远征一号的2次提升为20次，在外太空工作时间由远征一号上面级的数小时提升为数天。首飞时，远征一号甲与长征七号运载火箭完美配合，精准入轨，还飞出了完美的“太空眼镜蛇”动作。

远征一号S，也称“远征一号商业型上面级”，在远征一号上面级的基础上进行了适应性改进，主要针对短时间飞行任务而设计，远征一号S上面级在与基础级分离完成后马上点火加速，整个飞行任务基本上在1小时以内完成，所以也省去了工作数小时所必需的设备，重量和成本也大大降低，在市场竞争中更具优势。2018年10月，远征一号S搭档长征二号丙运载火箭完成首飞。

远征二号上面级是“四兄弟”中身材最为魁梧的，它的直径有3.8米，属于“大上面级”系列，被称为“增强版太空摆渡车”，可将约5吨的卫星直接送达36000公里高度的地球同步轨道。远征二号配备了两台推力为6.5kN的发动机，能够保证上面级在数小时之内将高轨卫星直接送入目标轨道。

远征二号是针对长征五号新一代大推力运载火箭研制的上面级，2016年11月，伴随着“胖五”的首飞，远征二号也完成了首秀，并在此次飞行中发挥了重大作用。

远征三号由航天科技集团八院研制，2018年12月与长征二号丁运载火箭一起首飞，可以实现异轨多星部署。

未来，更多、更好的远征上面级将助力航天人赢得国家任务与商业市场的新远征。

文/中国航天报记者 任悦鸣

制图/冯妙然

原标题：《功成！远征一号完成北斗三号卫星发射任务，来看看它的前世今生》