长征11首次成功海上发射 火箭“下海”都有哪些优势


2019-06-06 11:53:28   浏览量:249


6月5日12时06分,我国在黄海海域使用长征十一号运载火箭,成功完成了“一箭七星”海上发射技术试验,这是我国首次在海上进行航天发射,填补了我国运载火箭海上发射的空白,为我国快速进入太空提供了新的发射方式。

  据中国国家航天局发布的消息,长征十一号运载火箭此次发射的七颗卫星包含发射技术试验卫星捕风一号A、B星及五颗商业卫星。火箭发射点位于东经121.19度、北纬34.90度。火箭按121.6度射向实施发射,火箭飞行过程二子级残骸落入北太平洋公海。

  在本次试验前,长征十一号火箭已经过6次成功飞行试验,技术成熟,可靠度高。

  那么,为什么此次要在海上发射长征十一号运载火箭?又有何技术难点呢?

  海上发射火箭有何优势?

  无论是1957年人类第一次成功将卫星送入太空,还是后来“土星”5号火箭携“阿波罗”11号飞船让人类足迹留在月球,这些火箭都是从陆地航天发射场发射的。在人类5900多次发射中,99%都是从陆地发射。那么,在陆地发射火箭技术已经相当成熟的情况下,为何还要展开海上发射呢?

  之所以要在海上发射运载火箭,是因为在海上可以自由选择适合发射的海域。由于赤道区域拥有地球上最高的自转线速度——465.1米/秒,因此,卫星发射地点距离赤道越近,就越能更好利用地球自转的速度。

  “同一种火箭在赤道区域发射,比起在高纬度地区发射可提高将近20%的运载能力,这样就可以搭载更重的卫星,同时降低发射成本。这就给海上发射火箭带来了极大的优势。”航天专家黄志澄向澎湃新闻

  因此,许多国家的卫星发射场都选择靠近赤道的低纬度区域,例如美国的卡纳维拉尔角发射场位于北纬28度,我国新建的文昌发射场则位于更南面的北纬19度,至于欧洲航天局位于法属圭亚那(在南美洲)的库鲁发射场,则更是在极为靠近赤道的北纬5度。

  “海上发射运载火箭还可以自由选择卫星入轨角度,假使卫星以最优角度入轨,其运行寿命可得到延长,从而降低与运营卫星的成本。”黄志澄补充说。

  除了上述优点,安全性也是海上发射的一个重要优点。航天专家庞之浩指出,海上发射火箭的还有一项优势是海面比起陆地更为宽广,海上发射火箭,其航区与落区都远离人口稠密区,火箭残骸可直接落入海中,不会造成人员伤亡与财产损失,大大提升了火箭发射的安全性。在海上发射的火箭即使在升空时发生故障甚至爆炸,也不会如地面发射事故那般造成较大的影响。

  此外,庞之浩还表示,海上发射运载火箭的运输条件比起陆上发射更佳。“在海上可以使用大型货轮运输重型运载火箭,而在陆地上只能使用运载能力小得多的火车,不太方便。”

长征十一号火箭海上待命发射 央视新闻客户端 图

  海上发射火箭难在哪里?

  此次长征十一号火箭安装在海上发射平台,由拖船拖到预定海域进行发射。

  “海上发射方式主要有两种,最常用的就是利用改装过的使用海上石油钻井平台来发射火箭,俄罗斯、乌克兰、美国与挪威合资组建的海上发射公司于1999年发射的天顶-3号火箭就是通过海上石油钻井平台发射成功的。”庞之浩向澎湃新闻介绍说,“另一种则是潜射方式,俄罗斯曾将潜射导弹去掉弹头,改装成运载火箭发射卫星,但是俄罗斯潜射运载火箭的次数屈指可数,而且其中有一次还失败了。”

  根据公开资料,运载火箭海上发射的想法在上世纪60年代就已经提出。1964年至1988年,意大利罗马大学和美国宇航局(NASA)从位于肯尼亚海岸的“圣马可”固定平台上发射过多枚航天器。但真正的海上商业发射在冷战结束后才开始成熟。

  1995年,美国波音公司、俄罗斯能源航天运载火箭集团、乌克兰南方设计局/南方机械制造科研生产联合体和挪威夸纳海事集团共同投资成立了海上发射服务公司。1999年3月28日,海上发射服务公司成功发射 “天顶3号”火箭,在把一颗试验卫星成功地送入预定轨道以后,开启了海上商业发射的序幕。但受国际关系、公司重组等因素的影响,发射服务项目停止。从成立至今,海上发射服务公司一共进行了36次发射,其中3次发射失败,1次发射异常。

  2016年9月,俄罗斯的大型私营航空控股公司S7集团宣布收购海上发射公司。根据俄罗斯媒体此前报道,2018年S7集团计划对海上发射项目进行重启活动,计划于2019年重新启用俄罗斯海上发射场地,用于海上发射的“天顶”火箭也将于2019年制造完成。

海上发射优点多,但难度也不小。海上发射也对火箭的性能提出了更高的要求:大洋之中补给能力有限,火箭的测试发射工作越简捷越好;在发射时,还要面对海面的晃动和高温热流的引导等问题,需要运载火箭采用合适的控制与发射方式。

  长征十一号作为固体运载火箭具有发射准备时间短、测试简便等特点,是长征系列火箭家族中最适合进行海上发射的一型火箭。此前,澎湃新闻从中国航天科技集团一院获悉,长征十一号具有可整体贮存、操作简单、发射成本低、发射周期短、可靠性高等特性,最大的优势是“快速、可靠、便捷、低廉”,运载能力和适应能力强,该火箭接到任务命令后,可在24小时内完成星箭技术准备和发射任务。

  “相对于陆地发射,海上火箭发射,受天气影响较大,因为海洋上天气变化比较大,运输过程与发射过程可能面临多雨与台风等恶劣天气。”庞之浩告诉澎湃新闻,“海上发射的火箭需要具备一定的抗盐雾腐蚀、抗风浪的能力,两者均不利于火箭的运转。”





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