長征11首次成功海上發射 火箭“下海”都有哪些優勢


2019-06-06 11:53:28   瀏覽量:1049


6月5日12時06分,我國在黃海海域使用長征十一號運載火箭,成功完成了“一箭七星”海上發射技術試驗,這是我國首次在海上進行航天發射,填補了我國運載火箭海上發射的空白,為我國快速進入太空提供了新的發射方式。

  據中國國家航天局發布的消息,長征十一號運載火箭此次發射的七顆衛星包含發射技術試驗衛星捕風一號A、B星及五顆商業衛星。火箭發射點位于東經121.19度、北緯34.90度。火箭按121.6度射向實施發射,火箭飛行過程二子級殘骸落入北太平洋公海。

  在本次試驗前,長征十一號火箭已經過6次成功飛行試驗,技術成熟,可靠度高。

  那么,為什么此次要在海上發射長征十一號運載火箭?又有何技術難點呢?

  海上發射火箭有何優勢?

  無論是1957年人類第一次成功將衛星送入太空,還是后來“土星”5號火箭攜“阿波羅”11號飛船讓人類足跡留在月球,這些火箭都是從陸地航天發射場發射的。在人類5900多次發射中,99%都是從陸地發射。那么,在陸地發射火箭技術已經相當成熟的情況下,為何還要展開海上發射呢?

  之所以要在海上發射運載火箭,是因為在海上可以自由選擇適合發射的海域。由于赤道區域擁有地球上最高的自轉線速度——465.1米/秒,因此,衛星發射地點距離赤道越近,就越能更好利用地球自轉的速度。

  “同一種火箭在赤道區域發射,比起在高緯度地區發射可提高將近20%的運載能力,這樣就可以搭載更重的衛星,同時降低發射成本。這就給海上發射火箭帶來了極大的優勢。”航天專家黃志澄向澎湃新聞

  因此,許多國家的衛星發射場都選擇靠近赤道的低緯度區域,例如美國的卡納維拉爾角發射場位于北緯28度,我國新建的文昌發射場則位于更南面的北緯19度,至于歐洲航天局位于法屬圭亞那(在南美洲)的庫魯發射場,則更是在極為靠近赤道的北緯5度。

  “海上發射運載火箭還可以自由選擇衛星入軌角度,假使衛星以最優角度入軌,其運行壽命可得到延長,從而降低與運營衛星的成本。”黃志澄補充說。

  除了上述優點,安全性也是海上發射的一個重要優點。航天專家龐之浩指出,海上發射火箭的還有一項優勢是海面比起陸地更為寬廣,海上發射火箭,其航區與落區都遠離人口稠密區,火箭殘骸可直接落入海中,不會造成人員傷亡與財產損失,大大提升了火箭發射的安全性。在海上發射的火箭即使在升空時發生故障甚至爆炸,也不會如地面發射事故那般造成較大的影響。

  此外,龐之浩還表示,海上發射運載火箭的運輸條件比起陸上發射更佳。“在海上可以使用大型貨輪運輸重型運載火箭,而在陸地上只能使用運載能力小得多的火車,不太方便。”

長征十一號火箭海上待命發射 央視新聞客戶端 圖

  海上發射火箭難在哪里?

  此次長征十一號火箭安裝在海上發射平臺,由拖船拖到預定海域進行發射。

  “海上發射方式主要有兩種,最常用的就是利用改裝過的使用海上石油鉆井平臺來發射火箭,俄羅斯、烏克蘭、美國與挪威合資組建的海上發射公司于1999年發射的天頂-3號火箭就是通過海上石油鉆井平臺發射成功的。”龐之浩向澎湃新聞介紹說,“另一種則是潛射方式,俄羅斯曾將潛射導彈去掉彈頭,改裝成運載火箭發射衛星,但是俄羅斯潛射運載火箭的次數屈指可數,而且其中有一次還失敗了。”

  根據公開資料,運載火箭海上發射的想法在上世紀60年代就已經提出。1964年至1988年,意大利羅馬大學和美國宇航局(NASA)從位于肯尼亞海岸的“圣馬可”固定平臺上發射過多枚航天器。但真正的海上商業發射在冷戰結束后才開始成熟。

  1995年,美國波音公司、俄羅斯能源航天運載火箭集團、烏克蘭南方設計局/南方機械制造科研生產聯合體和挪威夸納海事集團共同投資成立了海上發射服務公司。1999年3月28日,海上發射服務公司成功發射 “天頂3號”火箭,在把一顆試驗衛星成功地送入預定軌道以后,開啟了海上商業發射的序幕。但受國際關系、公司重組等因素的影響,發射服務項目停止。從成立至今,海上發射服務公司一共進行了36次發射,其中3次發射失敗,1次發射異常。

  2016年9月,俄羅斯的大型私營航空控股公司S7集團宣布收購海上發射公司。根據俄羅斯媒體此前報道,2018年S7集團計劃對海上發射項目進行重啟活動,計劃于2019年重新啟用俄羅斯海上發射場地,用于海上發射的“天頂”火箭也將于2019年制造完成。

海上發射優點多,但難度也不小。海上發射也對火箭的性能提出了更高的要求:大洋之中補給能力有限,火箭的測試發射工作越簡捷越好;在發射時,還要面對海面的晃動和高溫熱流的引導等問題,需要運載火箭采用合適的控制與發射方式。

  長征十一號作為固體運載火箭具有發射準備時間短、測試簡便等特點,是長征系列火箭家族中最適合進行海上發射的一型火箭。此前,澎湃新聞從中國航天科技集團一院獲悉,長征十一號具有可整體貯存、操作簡單、發射成本低、發射周期短、可靠性高等特性,最大的優勢是“快速、可靠、便捷、低廉”,運載能力和適應能力強,該火箭接到任務命令后,可在24小時內完成星箭技術準備和發射任務。

  “相對于陸地發射,海上火箭發射,受天氣影響較大,因為海洋上天氣變化比較大,運輸過程與發射過程可能面臨多雨與臺風等惡劣天氣。”龐之浩告訴澎湃新聞,“海上發射的火箭需要具備一定的抗鹽霧腐蝕、抗風浪的能力,兩者均不利于火箭的運轉。”





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