美、俄、歐航天發射場運營模式分析

梁唐 李亞楠（中國航天科技集團有限公司）

目前，世界上共有20余個具有軌道發射能力的軌道發射場，其中絕大部分在美國、俄羅斯、中國和歐洲，這些現役發射場大多數為國家所有的公共設施，僅有藍色起源公司（Blue Origin）和火箭實驗室公司（Rocket Lab）等私營公司建立了私有發射場，政府擁有的發射場多隸屬于軍隊或航天局等機構，還存在發射場工位租賃給私營公司運營的情況。

1 美國發射場情況

基本情況

美國擁有世界上最多的發射場，目前現役發射場共14個，在建發射場共4個。這些發射場絕大多數屬于政府公共設施，只有藍色起源公司和太空探索技術公司（SpaceX）的發射場屬于私有公司。并且，現役發射場中只有5個可以進行軌道發射，其他發射場只能進行亞軌道發射，主要用于發射探空火箭。美國絕大多數軌道發射任務都在卡納維拉爾角空軍基地（CCAFS）和范登堡空軍基地（VAF）進行。

主要發射場運營模式

美國目前擁有3個現役軌道發射場，分別為卡納維拉爾角航天發射場（包括卡納維拉爾角空軍基地和肯尼迪航天中心（KSC），其中39A和39B發射臺屬于肯尼迪航天中心），范登堡空軍基地和太平洋航天發射場—阿拉斯加。美國絕大多數軌道發射任務都在卡納維拉爾角航天發射場和范登堡空軍基地進行。

（1）政府運營

1）美國空軍運營

美國現役和在建發射場信息

卡納維拉爾角空軍基地隸屬于美國空軍航天司令部下屬第45航天聯隊，范登堡空軍基地隸屬于美國空軍航天司令部下屬第30航天聯隊，發射設施以及測控均由軍方管理。

卡納維拉爾角空軍基地于1990年從空軍系統司令部轉隸到空軍航天司令部，1991年第45太空聯隊成立，負責東靶場的運營和管理。東靶場是美國進行同步軌道和星際空間任務的主要航天發射場，發射中低傾角（有時也為高傾角）航天器進入中/低軌道或地球同步軌道。東靶場主要任務是國防部、陸、海、空三軍的軍事航天發射，還承擔了美國政府部門、美國國家航空航天局（NASA）等的空間探測任務，此外就是本國和國外的商業航天發射任務。東靶場也為其他航天發射場進行的航天發射提供支持，如肯尼迪航天中心、沃洛普斯飛行中心甚至是歐洲航天局（ESA）圭亞那庫魯航天中心進行的“阿里安”（Ariane）火箭發射。自1950年以來，在東靶場共建造了47個發射綜合設施（其中LC-39發射綜合設施歸NASA肯尼迪航天中心管理，用于載人航天發射）。這些設施沿著卡納維拉爾角空軍基地大西洋海岸分布，目前只有少數幾個是在用的，包括LC-17、LC-37、LC-40、LC-41、LC-46、LC-47。其中，LC-17用于發射德爾他-2（Delta-2）火箭，LC-37和LC-41分別用于發射“改進型一次性運載火箭”（EELV）計劃的德爾他-4和宇宙神-5（Atlas-5）系列火箭。這兩個發射綜合設施是美國目前發射任務最頻繁的發射設施。LC-47用于發射氣象探空火箭，LC-46由佛羅里達航天港管理局使用，LC-40用于發射SpaceX公司的獵鷹-9（Falcon-9）運載火箭。

范登堡空軍基地歸屬空軍航天司令部第30航天聯隊運營和管理。西靶場的主要靶場設施包括范登堡空軍基地沿海的眾多發射綜合設施，以及皮勒角空軍站、安德森峰、特蘭克威利峰、圣伊內斯峰、夏威夷島站以及范登堡空軍基地內的跟蹤測量站。此外，還有用于支援航天發射和導彈試驗的組裝測試、指揮控制、通信、氣象以及其他各種支援與保障的設施，這些設施大多設在范登堡空軍基地。范登堡空軍基地作為西靶場的發射首區，在其沿海有眾多的發射綜合設施。靶場南部的航天發射設施中，早期的多數設施已經退役拆除，現在在用的主要有SLC-2E/2W，SLC-3E/3W，SLC-4E/4W，SLC-6和SLC-10W等，主要用于發射“雷神”（Raytheon）、“宇宙神”、“大力神”（Titan）和“德爾他”系列運載火箭，其中SLC-3E和SLC-6分別作為宇宙神-5和德爾他-4的發射場。

2）NASA運營

NASA負責運營的發射場包括肯尼迪航天中心和瓦羅普斯飛行研究所。其中，肯尼迪航天中心僅包含卡納維拉爾角航天發射場的LC-39發射臺以及配套設施，由NASA在此新建、所有并管理，美國空軍負責卡納維拉爾角航天發射場的所有發射測控，肯尼迪航天中心的測控由美空軍提供服務。航天飛機退役以后，肯尼迪航天中心暫停了載人航天任務的發射工作，直到2017年再次啟用LC-39發射臺。

（2）商業租賃

美國的發射服務公司均使用卡納維拉爾角空軍基地以及范登堡空軍基地兩個發射場的設施和服務，其中火箭測試主要由火箭承包商負責，發射場操作和測控通過與NASA及美國軍方簽署長期發射場設施租賃和測控服務合同實現。美國軍方免費或以直接成本價為民用發射任務提供發射測控以及后勤保障等服務。

NASA和軍方以較為低廉的價格將位于范登堡和肯尼迪航天中心的發射工位出租給SpaceX公司進行發射。例如，獵鷹-9、“獵鷹重型”火箭發射的LC-39A工位是在土星-5（Saturn-5）的發射工位上簡單改造而成的，租賃能夠為SpaceX公司節省大量的研制和建設經費。

此外NASA還提供了研發設備與試驗場地。SpaceX公司的多項研制試驗得到了以NASA為代表的政府的大力支持，其以非常低廉的價格租賃整流罩分離試驗所需要的真空分離試驗室。此外，NASA允許SpaceX公司使用測試臺開展熱試車試驗。

SpaceX公司從NASA租賃了LC-39A發射工位，從空軍租賃了SLC-40、SLC-13（后改造為LZ-1和LZ-2）、SLC-4E發射工位，并建設了商用的博卡奇卡發射場（Boca Chica）和火箭開發與測試設施。

從發射工位的管理角度看，SpaceX公司需要與NASA和美國軍方協商明確的使用方式，并簽訂租賃合同，使用過程中需要符合各項管理規定并接受相關單位的評審；具體任務中，SpaceX公司在合規的情況下具有一定的管理自主權。

2 俄羅斯發射場情況

基本情況

俄羅斯擁有現役發射場4個。所有發射場都屬于政府公共設施，并且均能進行軌道發射。除了本國擁有的發射場以外，俄羅斯還長期租用哈薩克斯坦共和國境內的拜科努爾航天發射場。目前，俄羅斯大多數航天發射由拜科努爾航天發射場完成。

主要發射場運營模式

俄羅斯大多數的航天任務是從拜科努爾航天發射場發射，并正在建設新的東方航天發射場，以降低對拜科努爾航天發射場的依賴，未來東方航天發射場將作為俄羅斯航天的主要發射場。

（1）政府租賃

根據目前的情況，拜科努爾發射場的維護和修復工作一直由俄羅斯方面負責，但在最新的協議中，哈薩克斯坦方面已經表示要對發射場的建設和維護出資。根據俄羅斯與哈薩克斯坦的協議，俄羅斯每年為使用哈薩克斯坦發射場向哈薩克斯坦支付1.15億美元，其中有5000萬美元的現金，6500萬美元的物品和服務，租用期至2050年。根據過去的統計數據，每年在哈薩克斯坦發射場進行的發射均在10次以上，因此，每次發射俄羅斯支付給發射場不超過1000萬美元。1998年以后拜科努爾發射場由純軍方控制轉變為俄羅斯航天局和俄羅斯航天部隊共同控制，其中大部分設施由俄羅斯航天局控制，只有一小部分設施如常規支持設施、測控站等由軍方控制，俄羅斯航天局支付軍方為民用發射提供服務的人工費用。

（2）政府運營

東方航天發射場是俄羅斯正在建設的一個新的發射基地。2017年，俄羅斯出臺《2017-2025年航天發射場發展規劃》，旨在發展東方航天發射場、拜科努爾發射場和普列謝茨克航天發射場。其中，東方航天發射場是俄羅斯當代首座民用航天發射場，目前已完成一期建設，正在進行二期建設，其中包括修建運載火箭發射設施，項目計劃于2022年12月竣工。由于建設過程中遭遇諸多困難，發射場建設工期被嚴重耽誤，原定于2015年底在該發射場進行的首次發射也因此推遲。此外，由于受政府撥款減少、工期延誤等因素影響，原定于2018年完成的東方航天發射場首次載人飛行也已推遲至2025年。俄羅斯總統普京于2019年指示，必須按時完成東方航天發射場建設，并于2028年如期在該發射場發射超重型運載火箭。

3 歐洲發射場情況

基本情況

歐洲擁有現役航天發射場3個，均屬于政府公共設施，其中法屬圭亞那庫魯航天中心（GSC）是唯一擁有軌道發射能力的發射場。

歐洲現役發射場信息

主要發射場運營模式

位于法屬圭亞那的歐洲唯一的航天發射中心庫魯航天中心為法國政府所有，由法國宇航局負責日常管理。歐洲航天局接手“阿里安”火箭之后，承擔起建設火箭發射地面基礎設施的職責。到目前為止，歐洲航天局共為興建庫魯航天中心有關基礎設施投資約20億歐元。歐洲航天局還擁有完善的測控網，為火箭發射提供測控支持。歐洲航天局通過簽署合同委托法國宇航局承擔庫魯航天中心和測控網的建設及運營。按照約定，有關庫魯航天中心的固定設施改造經費，由歐洲航天局承擔三分之二，法國宇航局承擔三分之一。

阿里安空間公司完全是按規范的股份制公司組建的，參與“阿里安”火箭項目的歐洲各國的主要企業大多被吸收入股。歐洲航天局雖然沒有直接入股阿里安航天公司，但委托法國宇航局成為阿里安空間公司的最大股東。目前，歐洲的航天工業正在為應對美國SpaceX公司改組阿里安航天公司的股權結構，新成立的空客-賽峰火箭公司有望控制阿里安航天公司70%以上的股份。

空客-賽峰火箭公司與阿里安空間公司簽署合同成為“阿里安”火箭生產的總承包商，還與其他歐洲航天公司簽署分承包合同，負責在庫魯航天中心交付標準的“阿里安”火箭。阿里安空間公司負責火箭在發射場的測試，還與法國宇航局就使用庫魯發射場和提供發射測控服務簽署合同，承擔發射任務直接發生的費用。

4 結論

航天發射場必須首先滿足軍事需求

航天發射場大都是從軍方的導彈試驗靶場起家的，美國和俄羅斯的主要航天發射場目前仍然承擔著導彈試驗任務。從發射第一顆衛星起，航天發射場的軍事化特征一直很明顯。雖然目前商業航天發射在航天發射中所占比重有所增加，但軍用發射始終具有優先權。

軍民商管理體制共存，商業化步伐加快

世界上的航天發射場呈現軍用、民用、商業多種形式并存的局面，管理模式也日益多樣化。俄羅斯航天發射場軍事化管理色彩最濃，歐洲庫魯航天發射場由歐洲航天局支持，完全商業化運營。美國航天發射場發展最為充分，各種形式發射場都有，各種管理模式都有，最具代表性。

發射場正由政府主導使用向日益增多的商業發射轉變，越來越多發射服務商開始投資商業航天運輸業，提供商業發射服務；出現了軍、民、商航天發射場共存的局面；商業化運作甚至滲透到軍用航天發射場。

發射場正在進行持續的現代化改造

新型運載火箭系列化、組合化、無毒無污染等發展特點，促使發射場不斷地進行現代化改造。重點是采用先進的發射流程，提高標準化、自動化程度，以降低成本，縮短發射周期，提高發射能力，增強安全性和可靠性。世界各國都在為發射場的現代化努力，制訂或實施了各自的發射場現化化計劃。