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长征十一号火箭为啥从海上出发

来源:咸宁新闻网 时间:2018-03-20 10:06

  两会前夕,科技日报刊发的一条消息引起航天爱好者的广泛关注——中国航天科技集团一院研制的长征十一号运载火箭,将在今年执行我国首次海上发射任务。

  海上发射火箭是什么套路?有哪些优势是陆基发射不可替代的?面对国际海上发射先行者,我国的海射火箭如何续写历史?

  带着这些问题,记者3月12日采访了高端装备领域投资人雷凯。曾任火箭总体设计专家的他,对我国火箭发展历程有着深入而系统的了解。

  海上发射优势何在

  一般而言,运载火箭从陆地发射场升空。我国酒泉发射场、太原发射场、西昌发射场和文昌发射场都建在陆地上,国外的拜科努尔、东方、卡纳维拉尔角和库鲁等著名发射场也是陆地发射场。

  为什么要在海上平台发射火箭?相对于陆地发射场有哪些优势?雷凯给出几条理由:

  首先,能有效降低火箭发射成本。海上发射地点可以尽可能靠近赤道,或者直接从赤道以0°倾角,将运载火箭发射到赤道垂直上空的地球静止轨道。如此一来,能最大限度地利用地球自转的推力,减少火箭升空所需燃料,进而增加火箭的运载能力。“综合下来,可以有效降低发射的单位成本。”

  其次,海上发射平台有利于简化测控方案。“此前火箭从陆地发射场升空后,测控信号的发送和收取需要‘翻山越岭’,而在海上发射,无遮挡的海平面,非常有利于快速、准确进行测控信号的传输和使用。”

  再次,海上回收落区对人类影响较小。陆地发射场本身是固定的,发射后的火箭残骸即便考虑落在渺无人烟的区域,但仍难免存在误差。而海上发射火箭可远离人口稠密区,火箭发射后,助推器及第1、2级残骸可直接落入海中,不会殃及平民或地面设施。“火箭残骸的落点控制及相应的安全性会得到提高。”

  最后,海上发射的运营成本相对较少。建设陆地发射场需要支付土地征用费,此外,无可避免地需要开发地面基础设施和配套,比如道路交通、能源供给、酒店、学校和医院等。海上平台减少了这些外围成本,“即便需要建造海上平台和接驳船等,但相对而言费用会少一些。”雷凯说。

  自主创新“牛”在哪儿

  业内人士介绍,2018年,我国将执行4次陆上发射和1次海上发射。其中,海上发射将是我国运载火箭的海上“首秀”,其强大的快速响应能力和相对低廉的价格,在商业航天领域内,可以向市场提供更完善到位的服务。中国航天科技集团公司官微发布信息称,我国海上发射平台将面向全球开展这项商业服务。

  近几年来,近赤道、低轨道倾角卫星的发射需求日趋旺盛,北纬5°甚至更小倾角轨道卫星的海上发射将满足这种需求,同时能够进一步提高我国火箭进入空间能力,增强发射适应性。

  据介绍,我国拟用于首次海上发射的长征十一号火箭及海上发射平台,是完全自主创新的设计,具有较强的安全性和灵活性。“这体现在,火箭使用的是固体推进剂,在运送到发射平台之前就能完成燃料添加和封装。满足了‘海上发射前测试工作越便捷越好’的基本原则。”雷凯说。

  最理想的发射海域怎么选

  资料显示,长征十一号火箭作为四级固体小型运载火箭,目前可把350千克有效载荷送入700千米高度太阳同步轨道,低轨运载能力为700千克,经过适当改进,今后还能进一步提高运载能力。而即将亮相的中国火箭海上发射平台,将由万吨级巨型货轮改造而成。

  “当然,在海上发射火箭也存在着一些不利因素,如容易受到含海盐空气的侵蚀,且海上多雨和台风,天气情况复杂。”雷凯补充道,这对火箭的适应性提出了更高要求,除了发射前的各项准备和测试工作尽可能简捷以外,还要能在发射时,解决发射点基准、海射平台晃动等一系列陆地发射所没有的新问题。

  对于未来海上发射位置的选择,雷凯分析说,靠近赤道的海域是比较理想的,发射低倾角卫星时能够充分利用地球自转的线速度,提高运载能力,同时赤道附近不会受台风干扰,“结合航道等因素,不排除在公海选择发射地点的可能”。

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  1999年3月28日,世界第一枚海射火箭“天顶3号”把一颗试验卫星成功送入预定轨道,人类第一次完成海上发射运载火箭的伟大实践。

  创造这一里程碑事件的,是1995年由美国、俄罗斯、乌克兰和挪威组建的“海上发射”(Sea Launch)国际海上发射服务公司。

  名为“海上奥德赛”的海上发射平台原为一座石油钻井平台,经挪威夸纳海事公司改建成海上发射平台。其上面配备有发射台、起竖架、推进剂加注系统和其他辅助设备。该平台具有强大的抗风浪能力和完备的环境控制系统等特点,在火箭发射时还可进入半潜状态,进一步增强稳定性。

  装配指挥船配备了可对火箭和上面级进行复杂测试的系统和设备,还配有控制火箭上面级飞行的指挥所,以及遥测接收和处理设备、卫星通信站等。其停泊于美国西南部加利福尼亚州的长滩港,可通过巴拿马运河从欧洲抵达发射基地港口。

  到2014年5月,“海上发射”公司总共完成36次发射,成功了33次,成功率达到91.6%。该公司打算在2019年12月至2022年间,用这个海上发射平台进行12次发射。      

编辑:zhusijia

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