廣袤的大海上,火箭托舉衛(wèi)星騰空而起,在海天之間揮出一線。地球上上次出現(xiàn)這樣的場(chǎng)景,還是2014年,海上發(fā)射公司(SeaLaunch)發(fā)射歐洲衛(wèi)星(EUTELSAT 3B)。

今年,中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司麾下的長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭,將執(zhí)行我國(guó)首次海上發(fā)射任務(wù),續(xù)寫(xiě)人類(lèi)海上發(fā)射史。

長(zhǎng)十一火箭總指揮楊毅強(qiáng)介紹,2018年長(zhǎng)十一火箭計(jì)劃執(zhí)行“4+1”的發(fā)射計(jì)劃,包括4次陸上發(fā)射和1次海上發(fā)射。其中,4次陸上發(fā)射均是面向民營(yíng)衛(wèi)星公司的“全商業(yè)”發(fā)射,滿(mǎn)足小衛(wèi)星的多樣化發(fā)射需求;海上發(fā)射將是我國(guó)運(yùn)載火箭的海上“首秀”,進(jìn)軍新的服務(wù)領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步滿(mǎn)足低傾角軌道衛(wèi)星的發(fā)射需要,進(jìn)一步提高火箭的任務(wù)適應(yīng)性。

本文圖自 中國(guó)航天科技集團(tuán)

“長(zhǎng)十一火箭有強(qiáng)大的快速響應(yīng)能力和相對(duì)低廉的價(jià)格,在商業(yè)航天的領(lǐng)域內(nèi),可以向市場(chǎng)提供更完善到位的服務(wù)。”楊毅強(qiáng)介紹。

近年來(lái),近赤道、低軌道傾角衛(wèi)星的發(fā)射需求日趨旺盛。據(jù)航天科普微信公號(hào)“小火箭”創(chuàng)始人、航天專(zhuān)家邢強(qiáng)介紹,低緯度海上發(fā)射成本更低的原因在于兩個(gè)方面,一是由于赤道區(qū)域擁有地球最高自轉(zhuǎn)線速度,衛(wèi)星發(fā)射距離赤道越近,就越能更好利用地球自轉(zhuǎn)的力量,增加火箭的運(yùn)載能力,降低發(fā)射成本。二是在發(fā)射軌道小傾角的同步軌道衛(wèi)星時(shí),在赤道附近海域發(fā)射可以避免衛(wèi)星軌道轉(zhuǎn)移時(shí)的軌道平面變化,顯著提高火箭運(yùn)載能力和衛(wèi)星在軌壽命。他舉例說(shuō),僅從軌道傾角方面考慮,同一顆火箭,從赤道海域發(fā)射可以比從卡納維拉爾角發(fā)射載荷增加約18%。

邢強(qiáng)認(rèn)為,低緯度海上發(fā)射的優(yōu)點(diǎn)此外還有三個(gè)方面。一是更安全。海上發(fā)射能夠遠(yuǎn)離人口稠密地區(qū),有助于減少火箭發(fā)射對(duì)人的不利影響,降低火箭出現(xiàn)故障后的附加危害風(fēng)險(xiǎn),也有助于降低投保費(fèi)用。二是空域要求更低。海上發(fā)射,尤其是在廣袤的公海上發(fā)射,與民航飛機(jī)的航線和其他船舶航線的沖突較少,對(duì)于清除空域的要求較低,甚至可以通過(guò)海上機(jī)動(dòng)來(lái)自主選擇與世無(wú)爭(zhēng)的發(fā)射位置。三是發(fā)射方位角更廣�；鸺�在公海上發(fā)射,免去了躲避居民區(qū)而限制其發(fā)射方位角。一艘海上發(fā)射平臺(tái)的可用發(fā)射方位角相當(dāng)于美國(guó)卡納維拉爾角發(fā)射基地與范登堡空軍基地兩個(gè)發(fā)射場(chǎng)的總和。

在我國(guó),即使是最南端的文昌航天發(fā)射場(chǎng)也在北緯19度。對(duì)于一些5度甚至更小傾角的發(fā)射任務(wù),可選擇在赤道附近的海上發(fā)射,從而填補(bǔ)我國(guó)火箭進(jìn)入空間能力的空白,提供更豐富的商業(yè)發(fā)射服務(wù)。

不過(guò),海上發(fā)射也對(duì)火箭的性能提出了更高的要求。

一方面,海上發(fā)射技術(shù)無(wú)疑是國(guó)際航天技術(shù)的前沿領(lǐng)域,與陸地發(fā)射場(chǎng)相比面臨特殊的困難。首先要確保發(fā)射平臺(tái)的穩(wěn)定性。近年來(lái),中國(guó)海工領(lǐng)域獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,打造出了世界最大、鉆井深度最深的海上“藍(lán)鯨1號(hào)”鉆井平臺(tái)和世界先進(jìn)水平的集裝箱船“鄭和號(hào)”等一大批明星裝備。這為性能優(yōu)異的海上發(fā)射平臺(tái)的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。據(jù)透露,即將亮相的中國(guó)火箭海上發(fā)射平臺(tái)就是由萬(wàn)噸級(jí)巨型貨輪改造而成。

另外一方面,大洋之中補(bǔ)給能力有限,火箭的測(cè)試發(fā)射工作越簡(jiǎn)捷越好;在發(fā)射時(shí),還要面對(duì)海面的晃動(dòng)和高溫?zé)崃鞯囊龑?dǎo)等問(wèn)題,需要運(yùn)載火箭采用合適的控制與發(fā)射方式。作為我國(guó)新一代固體運(yùn)載火箭,長(zhǎng)十一火箭具備靈活發(fā)射、快速響應(yīng)等一系列優(yōu)勢(shì),可滿(mǎn)足要求海上發(fā)射的要求。此前,俄羅斯、美國(guó)、烏克蘭、挪威等國(guó)共同出資成立的海上發(fā)射公司(SeaLaunch)曾提供過(guò)海上發(fā)射服務(wù)。但受?chē)?guó)際關(guān)系和該公司重組等因素的影響,自2014年后沒(méi)再發(fā)射。

因此,長(zhǎng)十一火箭的海上首秀,不僅在中國(guó),在國(guó)際商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)中也具有重要意義。