我国将首次海上发射火箭

2018-03-14 09:06  

原标题:长征十一号将走下发射场登上“发射船”

我国将首次海上发射火箭

近年来,近赤道、低轨道倾角卫星的发射需求日趋旺盛。

在我国,即使是最南端的文昌航天发射场也在北纬19度。对于一些5度甚至更小倾角的发射任务,可选择在赤道附近的海上发射,从而填补我国火箭进入空间能力的空白,提供更丰富的商业发射服务。

在临近赤道的地方发射这类卫星,不仅能节省卫星调姿变轨的燃料,还会最大限度地利用地球自转的力量,为火箭省力,降低发射成本。

海上首秀

我国将尝试海上发射火箭

中国航天科技集团透露,长征十一号运载火箭今年计划执行5次发射,包括4次陆上发射和1次海上发射。

长征十一号火箭总指挥杨毅强介绍,长征十一号4次陆上发射均是面向民营卫星公司的“全商业”发射,满足小卫星的多样化发射需求;海上发射将是我国运载火箭的海上“首秀”,进军新的服务领域将进一步满足低倾角轨道卫星的发射需要,进一步提高火箭的任务适应性。未来,我国将提供更丰富的国际商业发射服务。

中国运载火箭技术研究院宇航部副部长唐亚刚此前透露,即将亮相的中国火箭海上发射平台就是由万吨级巨型货轮改造而成。

国外情况

国际先行者实力强大

就世界范围而言,火箭海上发射技术已有很长历史。早在1962年,美国海军就在海面浮动发射装置上进行过液体火箭的发射。1998年,俄罗斯一艘潜艇在巴比伦支海域附近发射火箭,将2颗通信卫星送入轨道。

就商业发射服务而言,国际上最知名的火箭海上发射商业公司无疑是一家国际联合公司,其名称干脆就叫“海上发射”公司。中国空间技术研究院研究员庞之浩介绍,该公司成立于1995年,由美国波音公司、俄罗斯能源公司、乌克兰尤日诺耶公司和挪威克韦尔纳公司联合创立,拥有由指挥舰、发射平台与运载火箭三大子系统构成的整套海上发射系统。

特别值得一提的是“海上发射”公司的发射平台,集中体现了该公司强大的技术实力。据庞之浩介绍,该平台原为半潜式钻井平台,能在北欧北海海域恶劣的条件下连续工作,挪威克韦尔纳公司对其进行了适应火箭发射的改造,增加支撑力和推进系统,将其命名为“奥德赛”号发射平台,具有非常稳定的工作状态。航天科普微信公众号“小火箭”创始人、航天专家邢强赞赏“奥德赛”号发射平台的优异性能。他指出,该平台甚至能够抵抗17级大风和34米巨浪,能够在赤道海域的风浪中淡定从容地工作,并经受住火箭发射时的巨大喷流。

1999年10月,“海上发射”公司迎来首飞,在“奥德赛”号浮动式发射平台上,用天顶-3SL运载火箭将一颗重约3.5吨的电视通信卫星成功地送入轨道。据邢强统计,海上发射公司到目前一共进行了36次发射,其中32次成功,1次部分成功,3次失败,成功率约为89%。

谁来担纲

海上发射为何选择“快响利箭”?

海上发射需要与之相适应的运载火箭。中国运载火箭技术研究院宇航部国际合作处处长孟翔介绍说,海上发射对火箭的性能提出了更高要求。由于大洋上补给能力有限,运载火箭的测试发射工作越简捷越好,最好只用一到两艘船就完成全部任务。在发射时,还要面对海面的晃动和高温热流的引导等问题,这就需要选择能解决上述问题的适宜的运载火箭。孟翔认为,中国现役火箭中,长征十一号作为固体燃料火箭综合各方面性能最适宜。

因为发射准备时间短,长征十一号被称作“快响利箭”。由于固体燃料提前填充在火箭内,可长期贮存,长征十一号的发射准备时间只需要几天,因此,它在应对自然灾害、突发事件的应急发射任务中具有巨大优势,同时在商业航天领域也有着强大的竞争力。

据悉,目前长十一火箭主要瞄准国内低轨小卫星市场,受到众多客户和市场的认可,订单金额已超过十亿元人民币。

独具优势

发射成本更低任务更安全

既然是国际商业发射服务,那么控制发射成本、提高自身在国际商业航天市场上的竞争力当然是航天科技集团首要考虑的因素。据航天科普微信公众号“小火箭”创始人、航天专家邢强介绍,低纬度海上发射成本更低的原因在于两个方面,一是由于赤道区域拥有地球最高自转线速度,卫星发射距离赤道越近,就越能更好利用地球自转的力量,增加火箭的运载能力,降低发射成本。二是在发射轨道小倾角的同步轨道卫星时,在赤道附近海域发射可以避免卫星轨道转移时的轨道平面变化,显著提高火箭运载能力和卫星在轨寿命。他举例说,仅从轨道倾角方面考虑,同一颗火箭,从赤道海域发射可以比从卡纳维拉尔角(北纬28.5°)发射载荷增加约18%。

邢强认为,低纬度海上发射的优点此外还有三个方面。一是更安全。海上发射能够远离人口稠密地区,有助于减少火箭发射对人的不利影响,降低火箭出现故障后的附加危害风险,也有助于降低投保费用。二是空域要求更低。海上发射,尤其是在广袤的公海上发射,与民航飞机的航线和其他船舶航线的冲突较少,对于清除空域的要求较低,甚至可以通过海上机动来自主选择与世无争的发射位置。三是发射方位角更广。火箭在公海上发射,免去了躲避居民区而限制其发射方位角。一艘海上发射平台的可用发射方位角相当于美国卡纳维拉尔角发射基地与范登堡空军基地两个发射场的总和。

数说长征十一号

身板小

与我国普通液体火箭长40米以上、直径3.35米以上的体量相比,长征十一号火箭显得小巧了很多。即使跟长征系列运载火箭的其他型号相比,它也是个十足的“小个子”,全长只有20.8米,箭体直径2.0米,重约58吨。

能耐大

它的身材玲珑,能力却不小。据长十一火箭总设计师彭昆雅介绍,长十一火箭强大的固体燃料发动机能提供约120吨的起飞推力,低轨能力达到700公斤,700公里太阳同步轨道运载能力达到400多公斤,“完全可以胜任近年来蓬勃发展的小型科学试验卫星与商业卫星发射任务”。

响应快

与其他长征火箭相比,长征十一号火箭的最大特点是“快”。由于固体燃料提前填充在火箭内,可长期贮存,免去了液体火箭在临发射前燃料加注等流程,使发射准备时间由数月缩短至数天。

延伸阅读

长征运载火箭为何取名“长征”?这是中国早期火箭设计工作者们有感于毛泽东《七律·长征》里的诗句,寓意中国火箭事业如长征一样,克服艰难险阻,终将取得胜利。

40多年来,我国长征运载火箭已经经历了从无到有、从串联到捆绑、从发射卫星到发射载人飞船和月球探测器的重大跨越。

第一枚运载火箭

1970年4月24日,伴随一声巨响,中国用自己第一枚运载火箭“长征一号”,将“东方红一号”人造卫星发射升空,自此,中国成为世界上第五个可以自主研制和发射人造卫星的国家。

第一代载人航天 火箭

长征二号运载火箭是一种两级火箭,先后有长征二号C、长征二号D、长征二号E、长征二号F等改进型。其中长征二号F是我国第一代载人航天火箭。

2016年“首飞”的长征七号运载火箭是新一代高可靠、高安全的中型运载火箭,定位在满足中国载人空间站工程发射货运飞船的需求。

第一枚直径5米的大火箭

作为我国目前起飞规模和运载能力最大的运载火箭,长征五号2016年11月首飞成功。

长征五号火箭首次采用5米大直径的箭体结构,具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨的运载能力。

第一枚海上发射的火箭

今年,长征十一号火箭的海上发射将是我国运载火箭的海上“首秀”。

作为长征系列运载火箭中唯一一型固体运载火箭,长征十一号具有发射准备时间短、发射成本低等优势,是我国商业航天的一支“生力军”。

相关新闻

我国研制重型火箭 未来可载人探月

据央视本月初的报道,航天科技集团中国运载火箭技术研究院院长李洪在接受央视记者采访时介绍,为了适应未来航天发展的多元化需求,我国正在研发新型中型运载火箭长征八号,目前该型火箭已进入初样研制阶段。

这一型新一代中型运载火箭的成本适中、有国际竞争力、用户适应更强、发射周期更短、并且今后具备在多个发射场发射的条件,现在正在进行大量的方案优化工作,争取在2020年实现首飞。

长征八号将填补我国太阳同步轨道3吨至4.5吨运载能力的空白,并兼顾近地轨道和地球同步转移轨道发射能力,将进一步完善我国运载火箭型谱,满足未来中高轨商业发射市场的需求,牵引带动现役运载火箭的升级换代。

李洪透露,我国重型运载火箭关键技术攻关已取得阶段性成果,计划在2030年前后实现首飞。

按照规划,我国的重型运载火箭箭体直径近10米,全箭总长近百米,运载能力是现有中国火箭最大运载能力的5倍多,将达到百吨级,可以满足未来我国深空探测、载人月球探测等重大航天发射的任务需求。

本版文字 | 综合新华社、《人民日报海外版》、央视网

本版制图 | 杨晓旋

编辑 | 郭瑜芬

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