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,中國航天科技集團有限公司麾下的長征十一號運載火箭,將執(zhí)行我國首次海上發(fā)射任務,續(xù)寫人類海上發(fā)射史。

長十一火箭總指揮楊毅強介紹,2018年長十一火箭計劃執(zhí)行“4+1”的發(fā)射計劃,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)射均是面向民營衛(wèi)星公司的“全商業(yè)”發(fā)射,滿足小衛(wèi)星的多樣化發(fā)射需求;海上發(fā)射將是我國運載火箭的海上“首秀”,進軍新的服務領域?qū)⑦M一步滿足低傾角軌道衛(wèi)星的發(fā)射需要,進一步提高火箭的任務適應性。

本文圖自 中國航天科技集團

“長十一火箭有強大的快速響應能力和相對低廉的價格,在商業(yè)航天的領域內(nèi),可以向市場提供更完善到位的服務。”楊毅強介紹。

近年來,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“小火箭”創(chuàng)始人、航天專家邢強介紹,低緯度海上發(fā)射成本更低的原因在于兩個方面,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,在赤道附近海域發(fā)射可以避免衛(wèi)星軌道轉(zhuǎn)移時的軌道平面變化,顯著提高火箭運載能力和衛(wèi)星在軌壽命。他舉例說,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%。

邢強認為,低緯度海上發(fā)射的優(yōu)點此外還有三個方面。一是更安全。海上發(fā)射能夠遠離人口稠密地區(qū),有助于減少火箭發(fā)射對人的不利影響,降低火箭出現(xiàn)故障后的附加危害風險,也有助于降低投保費用。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,與民航飛機的航線和其他船舶航線的沖突較少,對于清除空域的要求較低,甚至可以通過海上機動來自主選擇與世無爭的發(fā)射位置。三是發(fā)射方位角更廣。火箭在公海上發(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)射平臺的可用發(fā)射方位角相當于美國卡納維拉爾角發(fā)射基地與范登堡空軍基地兩個發(fā)射場的總和。

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

不過,海上發(fā)射也對火箭的性能提出了更高的要求。

一方面,海上發(fā)射技術無疑是國際航天技術的前沿領域,與陸地發(fā)射場相比面臨特殊的困難。首先要確保發(fā)射平臺的穩(wěn)定性。近年來,中國海工領域獲得了突飛猛進的發(fā)展,打造出了世界最大、鉆井深度最深的海上“藍鯨1號”鉆井平臺和世界先進水平的集裝箱船“鄭和號”等一大批明星裝備。這為性能優(yōu)異的海上發(fā)射平臺的建設奠定了堅實基礎。據(jù)透露,即將亮相的中國火箭海上發(fā)射平臺就是由萬噸級巨型貨輪改造而成。

另外一方面,大洋之中補給能力有限,火箭的測試發(fā)射工作越簡捷越好;在發(fā)射時,還要面對海面的晃動和高溫熱流的引導等問題,需要運載火箭采用合適的控制與發(fā)射方式。作為我國新一代固體運載火箭,長十一火箭具備靈活發(fā)射、快速響應等一系列優(yōu)勢,可滿足要求海上發(fā)射的要求。此前,俄羅斯、美國、烏克蘭、挪威等國共同出資成立的海上發(fā)射公司(SeaLaunch)曾提供過海上發(fā)射服務。但受國際關系和該公司重組等因素的影響,自2014年后沒再發(fā)射。

因此,長十一火箭的海上首秀,不僅在中國,在國際商業(yè)發(fā)射市場中也具有重要意義。