長征十一號火箭亮相　將執行我國首次海上發射任務

 廣袤的大海上,火箭托舉衛星騰空而起,在海天之間揮出一線。地球上上次出現這樣的場景,還是2014年,海上發射公司(SeaLaunch)發射歐洲衛星(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,將執行我國首次海上發射任務,續寫人類海上發射史。

長十一火箭總指揮楊毅強介紹,2018年長十一火箭計劃執行“4+1”的發射計劃,包括4次陸上發射和1次海上發射。其中,4次陸上發射均是面向民營衛星公司的“全商業”發射,滿足小衛星的多樣化發射需求;海上發射將是我國運載火箭的海上“首秀”,進軍新的服務領域將進一步滿足低傾角軌道衛星的發射需要,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,在商業航天的領域內,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、低軌道傾角衛星的發射需求日趨旺盛。據航天科普微信公號“小火箭”創始人、航天專家邢強介紹,低緯度海上發射成本更低的原因在于兩個方面,一是由于赤道區域擁有地球最高自轉線速度,衛星發射距離赤道越近,就越能更好利用地球自轉的力量,增加火箭的運載能力,降低發射成本。二是在發射軌道小傾角的同步軌道衛星時,在赤道附近海域發射可以避免衛星軌道轉移時的軌道平面變化,顯著提高火箭運載能力和衛星在軌壽命。他舉例說,僅從軌道傾角方面考慮,同一顆火箭,從赤道海域發射可以比從卡納維拉爾角發射載荷增加約18%。

邢強認為,低緯度海上發射的優點此外還有三個方面。一是更安全。海上發射能夠遠離人口稠密地區,有助于減少火箭發射對人的不利影響,降低火箭出現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。海上發射,尤其是在廣袤的公海上發射,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射位置。三是發射方位角更廣。火箭在公海上發射,免去了躲避居民區而限制其發射方位角。一艘海上發射平臺的可用發射方位角相當于美國卡納維拉爾角發射基地與范登堡空軍基地兩個發射場的總和。

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

不過,海上發射也對火箭的性能提出了更高的要求。

一方面,海上發射技術無疑是國際航天技術的前沿領域,與陸地發射場相比面臨特殊的困難。首先要確保發射平臺的穩定性。近年來,中國海工領域獲得了突飛猛進的發展,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。這為性能優異的海上發射平臺的建設奠定了堅實基礎。據透露,即將亮相的中國火箭海上發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,火箭的測試發射工作越簡捷越好;在發射時,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射、快速響應等一系列優勢,可滿足要求海上發射的要求。此前,俄羅斯、美國、烏克蘭、挪威等國共同出資成立的海上發射公司(SeaLaunch)曾提供過海上發射服務。但受國際關系和該公司重組等因素的影響,自2014年后沒再發射。

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