2019年12月16日，由航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院（以下简称火箭院）抓总研制的长征三号乙运载火箭搭配远征一号以“一箭双星”的形式将两颗北斗三号卫星送入预定轨道，标志着北斗三号工程MEO轨道卫星全球组网任务圆满收官。
截至目前，远征一号上面级在北斗三号工程发射中圆满完成了12次任务，将24颗MEO轨道卫星准确送入预定轨道，为北斗三号工程组网任务的最终顺利完成奠定了坚实基础。
为北斗工程而生
早在我国谋划建设北斗全球卫星导航系统时，就提出要在短时间内向中、高轨道发射30颗卫星的设想，要求中国航天人必须在卫星部署能力上取得突破。
火箭院凭借深厚的技术底蕴和创新务实的技术设计思路，提出了依托上面级直接入轨方案。长征三号甲系列火箭副总师叶成敏介绍说：“上面级的专业名称为’轨道转移飞行器’，形象地理解就是‘太空摆渡车’，它是将有效载荷（如卫星）从某个转移轨道，送入预定工作轨道或预定空间位置的具有自主独立性的航天运输飞行器。”
上面级是一个全新的产品，既有运载器的特点，又有空间飞行器的特点，国内没有经验可以借鉴；国外有关上面级的资料也是浅尝辄止，不涉及核心关键，设计团队只能摸着石头过河。自2008年启动远征上面级的关键技术攻关和工程研制工作起，共耗时7年，研制团队先后突破了热控、长时间自主导航制导、长时间滑行推进剂管理、远距离高码率测控等多项重大关键技术，开展了千余项地面试验，针对长时间在轨飞行经历的空间辐照、空间热环境开展了大量的环境适应设计、分析与验证，采用了百余项新技术以满足长时间在轨任务要求。
2015年3月30日，长征三号丙运载火箭搭配远征一号上面级成功将第17颗北斗导航卫星直接送入工作轨道，远征一号成功首飞，完美首秀。
2015年7月25日，长征三号乙运载火箭搭配远征一号上面级以“一箭双星”的方式成功将第18、19颗北斗导航卫星送入预定轨道，标志着我国用于中高轨航天器直接入轨一箭多星发射任务的常规液体上面级技术完成了从方案设想到工程应用的巨大跨越，采用远征一号上面级“一箭双星”直接入轨发射成为北斗三号卫星工程的主要发射方式。
助力中国航天新远征
“远征一号上面级的成功研制，改变了上面级与火箭原有固定、单一的组合状态，创造了灵活、多样的组合模式，模块化、组合化、系列化设计理念衍生出了可与我国新一代运载火箭组合实施发射飞行任务的上面级，极大程度挖掘了火箭的搭载潜力，大大提升了我国火箭满足不同用户需要的适应性，提高了我国火箭在国际发射市场的竞争力。”火箭院运载火箭系列总设计师、中国工程院院士龙乐豪说。
在远征一号上面级研制成功后，研制队伍逐步完善优化，通过改进型号，研制形成了远征一号甲、远征一号S、远征二号等多型上面级产品，并均在发射任务中全部取得了成功，将远征上面级家族打造成为了中国航天又一精品之作。
远征一号甲上面级被称为“升级版太空摆渡车”，于2016年6月搭载长征七号火箭完成首飞。远征一号甲上面级一方面继承了远征一号上面级的成熟可靠技术，有效地控制了研制风险，另一方面进行了诸多技术改进，实现了全方位的性能“升级”，发动机起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，这两项技术突破有效地支撑了远征一号甲上面级大范围轨道机动、多载荷轨道部署和多项空间试验的开展。
远征一号S上面级在远征一号上面级的基础上进行改进，主要针对短时间的飞行任务，是商业版远征一号上面级，可说是最具商业头脑的一型上面级。远征一号S上面级的工作时间较短，型号设计人员在远征一号上面级的基础上进行系统优化，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9日，远征一号S上面级携手长征二号丙运载火箭将遥感三十二号01组卫星送入预定轨道。
远征二号上面级是针对长征五号新一代大推力运载火箭规模研制的上面级，可将约5吨的卫星直接送达36000公里高度的地球同步轨道。与远征一号和远征一号甲上面级2.8米的直径相比，远征二号本体结构直径达到3.8米，并且配备了两台推力为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。远征二号上面级于2016年11月搭载长征五号火箭首飞，圆满完成了预定任务。
10多年前，我国航天人开始谋划发展远征上面级时，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”吗，大家纷纷表示赞同。如今，“远征”与“长征”完美搭档，圆满完成了北斗导航系统建设等多项国家重大任务。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。
