中國海上航天發(fā)射常態(tài)化

本報特約記者 晨陽 本報記者 馬俊

9月15日上午9時23分，中國長征十一號運載火箭從位于黃海海域的“德渤3號”動力船上騰空而起，順利將9顆“吉林一號”高分03-1組衛(wèi)星送入預定軌道。這是長征十一火箭的首次海上商業(yè)化應(yīng)用性發(fā)射，它不但進一步驗證了海上發(fā)射的可靠性，也標志著中國海上發(fā)射常態(tài)化時代的到來。

再創(chuàng)多個“首次”

據(jù)航天科技集團運載火箭技術(shù)研究院長征十一號運載火箭副總指揮金鑫介紹，此次任務(wù)是長征十一號火箭連續(xù)10次高精度入軌，也是長征十一號火箭執(zhí)行的第二次海上發(fā)射任務(wù)和首次海上商業(yè)化應(yīng)用發(fā)射。“此次發(fā)射任務(wù)是一次真正意義上的海上商業(yè)化應(yīng)用發(fā)射，不僅一次性將9顆吉林一號衛(wèi)星送入太陽同步軌道，而且進一步優(yōu)化海上發(fā)射技術(shù)流程，提升了海上發(fā)射技術(shù)的安全性和可靠性，為未來實現(xiàn)海上發(fā)射常態(tài)化、高頻次奠定了基礎(chǔ)。”

在談及此次發(fā)射任務(wù)與第一次海上發(fā)射有何不同時，長征十一號火箭總設(shè)計師彭昆雅說，執(zhí)行此次任務(wù)的火箭是直接在東方航天港完成火箭總裝測試和星箭對接后，由“德渤3號”從海陽港運輸至黃海預定海域?qū)嵤┌l(fā)射，徹底打破以往火箭生產(chǎn)與發(fā)射場分離的格局，減少了分解和總裝次數(shù)及長距離鐵路運輸環(huán)節(jié)，首次實現(xiàn)火箭總裝測試發(fā)射一體化，大幅縮短發(fā)射鏈條，提高發(fā)射效率和效益。

此外，與第一次海上發(fā)射使用的“泰瑞”號駁船相比，這次以“德渤3號”動力船作為發(fā)射平臺，自主航行至該區(qū)域。據(jù)介紹，國內(nèi)與“德渤3號”類似的船只有多艘，可根據(jù)發(fā)射計劃靈活選用，不會受某艘具體船只檔期的限制，而且它自身有動力，行駛速度更快，可快速運抵發(fā)射海域?qū)嵤┌l(fā)射，發(fā)射效率更高。

彭昆雅還介紹說，這也是長征十一號首次在海上實施太陽同步軌道的海上發(fā)射。“太陽同步軌道的發(fā)射射向固定，海上發(fā)射選擇的發(fā)射海域和發(fā)射點一旦得到驗證，后續(xù)可以固化下來。由于太陽同步軌道的發(fā)射任務(wù)比較頻繁，且陸地發(fā)射殘骸落區(qū)選擇越來越困難，海上發(fā)射的成功實施將突顯軌道適應(yīng)性更強這一優(yōu)勢。”

在此期間還發(fā)生了一個小插曲。臺灣《聯(lián)合報》15日稱，微博14日流傳的長征十一號火箭海上發(fā)射示意圖顯示，火箭從黃海發(fā)射后，自北向南穿越臺灣本島上空，向南海上空飛去。由于發(fā)布這張軌跡圖的微博賬號還特地標注火箭‘從中國臺灣島上空飛過，竟被島內(nèi)綠媒小題大做地稱為“極具挑釁的舉動”。

海上發(fā)射有三大優(yōu)勢

中國已經(jīng)建有四大陸地航天發(fā)射場，為何還要大力發(fā)展海上航天發(fā)射呢？據(jù)專家介紹，海上發(fā)射首先為提高火箭運載能力提供了可行條件。航天發(fā)射的理想地點是靠近赤道附近的低緯度區(qū)域，這樣能最大限度地利用地球自轉(zhuǎn)速度，節(jié)省推進劑消耗量，從而提高火箭的運載能力。同等起飛規(guī)模的運載火箭在赤道附近發(fā)射可以具有更高的運載能力，運載效率提升的同時也可以降低單位質(zhì)量有效載荷發(fā)射成本。受地理位置限制，海南文昌發(fā)射場已經(jīng)是中國緯度最低的陸地航天發(fā)射場，而海上發(fā)射則不受此限制，可以由發(fā)射平臺將火箭送到赤道附近發(fā)射。

其次，海上發(fā)射有利于運載火箭執(zhí)行特殊軌道發(fā)射任務(wù)。如今小傾角衛(wèi)星可以實現(xiàn)對某一地區(qū)的高頻次重訪，有利于數(shù)據(jù)獲取，因此需求量越來越多。如果火箭從赤道附近發(fā)射，可以避免衛(wèi)星軌道傾角變化消耗能量，既能提高火箭執(zhí)行該類任務(wù)的運載能力，也可以有效地提高衛(wèi)星在軌壽命。

第三，海上發(fā)射將大幅提高火箭發(fā)射安全性。對內(nèi)陸發(fā)射而言，落區(qū)安全是發(fā)射任務(wù)設(shè)計中必須考慮的重要因素。每次發(fā)射時，需要對火箭助推器、一級和整流罩等分離體的實際落區(qū)進行人口疏散，費時費力。對海上發(fā)射而言，由于遠離人口稠密地區(qū)，火箭落區(qū)可選擇范圍很大，對火箭而言發(fā)射軌道設(shè)計更加方便，同時落區(qū)安全性也可以大幅提升。

海上發(fā)射難點何在

據(jù)介紹，國外海上航天發(fā)射已經(jīng)有50多年歷史，但總體而言，發(fā)射規(guī)模并不大。這是因為海上發(fā)射對火箭和發(fā)射平臺都有特殊要求。如果選用固體運載火箭，具有操作使用方便等優(yōu)勢，但運載能力相對受限；如果選用液體運載火箭，發(fā)射適應(yīng)性更強，但是操作使用必然復雜。對發(fā)射平臺而言，則要求發(fā)射平臺噸位大、穩(wěn)定性好，能適應(yīng)火箭發(fā)射環(huán)境。

其次，在海上發(fā)射過程中，運載火箭需要承受海洋運輸環(huán)境、自然環(huán)境、海況影響，尤其是鹽霧、霉菌等具有海洋特點的自然環(huán)境會直接影響運載火箭設(shè)備選型和試驗條件制定。

第三，運載火箭在陸地發(fā)射場地面垂直發(fā)射，瞄準點及大地方位均可以提前測得。對于運載火箭的海上發(fā)射，需要開展長時間航向保持、動態(tài)方位傳遞等動基座瞄準技術(shù)研究及試驗驗證。

最后，火箭搭載于海上發(fā)射平臺，為了保障平臺上火箭及人員安全，在組織發(fā)射過程中，要研究解決火箭運輸、起豎、對接、加注當中的自動化問題，優(yōu)化測試發(fā)射程序，實現(xiàn)無人值守發(fā)射。

目前長征十一火箭研制團隊正在依托海上發(fā)射方式研制更大噸位的系列固體運載火箭，覆蓋1噸至5噸的太陽同步軌道發(fā)射能力。屆時將形成陸海通用的固體運載火箭系列，滿足不同衛(wèi)星用戶的發(fā)射需求，同時研制隊伍正在論證多功能海上發(fā)射平臺，可以保障遠海海域發(fā)射，預計在2021年開赴低緯度地區(qū)實施低傾角海上發(fā)射。▲