所謂上面級就是運(yùn)載火箭最上面的一級或多級，其以下的幾級火箭被稱為基礎(chǔ)級。上面級有自主軌道機(jī)動能力，在軌飛行時間長，一般可多次啟動點(diǎn)火，滿足不同發(fā)射任務(wù)需求，能將一個或多個有效載荷（如衛(wèi)星、空間探測器等）送入預(yù)定軌道，就如同機(jī)場的擺渡車。使用上面級可以大大減少有效載荷自身的燃料消耗，從而大大延長工作壽命。

　　據(jù)長征-3A系列運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師姜杰在兩會期間接受專訪時透露，長征-3C/遠(yuǎn)征-1是在原本3級的長征-3C火箭上面增加一級，從而變成4級火箭。4級火箭的主要任務(wù)是搭載可以直接入軌的衛(wèi)星。

　　為節(jié)省燃料，以往的3級火箭只能將衛(wèi)星送至轉(zhuǎn)移軌道，即3級火箭發(fā)射的軌道是橢圓的，衛(wèi)星需要變軌為圓形軌道。

       例如發(fā)射地球同步軌道（GEO）通訊衛(wèi)星時，長征三號火箭在一、二級分離后，第三級與衛(wèi)星一起先進(jìn)入一個近地圓軌道（又稱為停泊軌道）；然后第三級的發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)，第三級與衛(wèi)星在停泊軌道上繞地球運(yùn)行；在運(yùn)行到適合的位置后，第三級發(fā)動機(jī)再啟動加速，然后進(jìn)入地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）；進(jìn)入到GTO軌道后，第三級與衛(wèi)星分離，衛(wèi)星獨(dú)自在GTO軌道上運(yùn)行；最后衛(wèi)星在GTO軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)打開自身的火箭發(fā)動機(jī)，變軌進(jìn)入GEO軌道的預(yù)定位置，這時整個發(fā)射才算完成。

　　火箭發(fā)射瞬間

　　而改進(jìn)后的4級火箭可以直接將衛(wèi)星發(fā)送至距離更為遙遠(yuǎn)的目標(biāo)軌道，衛(wèi)星不需要再變軌。3級火箭的飛行只需要半小時左右，而4級火箭則需要飛行4~6小時，能飛到幾萬公里的外太空。"上面級"這個概念主要要求火箭最頂部一級動力具有多次啟動、長時間待機(jī)的能力，以能用最低燃料消耗直接將衛(wèi)星送入最終軌道。

　　中國遠(yuǎn)征一號太空擺渡車突然首射成功震撼全世界

　　衛(wèi)星太空圖

　　衛(wèi)星自載動力一般為高壓氣體，而非搭載液體推進(jìn)劑，因其主要用于調(diào)整姿態(tài)等小幅度位置變動，不需要大推力動力系統(tǒng)；而作為“擺渡車”的上面級，它秉承“使用盡量少的推進(jìn)劑產(chǎn)生盡量大的推力”，有能力把衛(wèi)星送到不同軌道的不同位置（甚至是地火軌道轉(zhuǎn)移），既可以發(fā)射單星，又可以發(fā)射多星，在性能和設(shè)計(jì)上追求最優(yōu)解。

　　

　　遠(yuǎn)征一號使用四氧化二氮+偏二甲肼的常溫液體推進(jìn)劑組合。有軍事專家指出，由于我國液氫存儲技術(shù)尚不夠完善，液氫蒸發(fā)速度過快，無法實(shí)現(xiàn)在太空長時間在軌待機(jī)。所以研制遠(yuǎn)征一號上面級來應(yīng)急。如果長征三號第三級液氫存儲技術(shù)有改進(jìn)，能實(shí)現(xiàn)6.5個小時在軌待機(jī)，遠(yuǎn)征一號實(shí)際上沒有存在必要。這個所謂“太空擺渡車”的出現(xiàn)，反映的是我國運(yùn)載火箭液氫存儲技術(shù)的落后。

       在遠(yuǎn)征一號、遠(yuǎn)征二號之后，我國也會研制能長時間在軌待機(jī)的氫氧上面級。根據(jù)初步設(shè)想，我國未來的氫氧低溫上面級在軌時間不少于5天，可用于未來載人登月任務(wù)。要達(dá)到這個目標(biāo)，中國航天還需努力。

　　采用氫氧發(fā)動機(jī)的美國半人馬座（Centaur）上面級最大飛行時間超過6個小時，可以堅(jiān)持到直接將衛(wèi)星送入地球同步軌道。這得益于美國長時間以來積累的液氧存儲技術(shù)，半人馬座可將液氫蒸發(fā)量控制到每天約2%。