海天相接!中国航天完成首次海上发射

2019-08-13 03:43:23 人生十六七 2019年7期

6月5日,我国在黄海海域使用长征十一号运载火箭(CZ-11 WEY号)成功完成“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。

陆地那么大,干嘛要去海上飞

通常,人们很难将火箭发射与大海联系到一起。但是与陆地常规发射相比,海上发射运载火箭具有显著优势。

落区安全是内陆发射任务设计中必须考虑的重要因素。发射前夕,需要对火箭助推器、一级和整流罩等分离体的实际落区进行人口疏散,确保地面人身安全。同时,落区的选择不仅制约发射轨道设计,也可能影响火箭的运载能力。而通过海上航行,可以远离人口稠密地区,灵活选择发射点和落区,解决安全问题。

在临近赤道的地方发射卫星,不仅能节省卫星调姿变轨的燃料,还能最大限度地利用地球自转为火箭省力。但即使是我国最靠南的文昌卫星发射中心,位置也在北纬19度。在海上发射,则可以填补我国零至19度倾角卫星发射能力的空白,满足各种倾角卫星的发射需求,还能服务于“一带一路”国家,有效助推中国航天走出国门。

此外,海上发射可充分利用我国丰富的民用船舶资、港口资源、测控资源,社会资源深度参与,实现航天技术与海洋工程的有效融合,带动社会经济高质量发展。

海上发射难度大

海上发射好处多,难度也大,具有技术新、环境新、流程新、模式新特点,成功的背后离不开技术能力和管理能力的提升。

相比陆基发射台,起伏波动的海上平台给发射带来了新的技术考验,为此任务团队采用了一种特殊的瞄准技术和动态条件下的发射技术,来应对发射新环境。

在常规发射任务中,火箭的控制和监测信号通过有线通信系统传输,而在海射任务中,只能通过无线传输形式来实现,因此“CZ-11 WEY”也成为国内首枚采用无线测发控技术实施发射的火箭。

陆地发射需要发射场,而海上没有固定的发射场和塔架,究竟是如何实现平稳发射的呢?答案就是这艘大型半潜式驳船啦!它的甲板面积十分巨大,长110米,宽近80米,面积超过一个标准的足球场。由它改装成的发射平台,可以同时容纳下火箭、各种保障车辆以及各种设备。

跟陆地上一样,虽然是临时搭乘了一回船,发射塔架还是必不可少的。这个高15.5米的家伙就是海上发射的特别定制!在发射之前,长征十一号将在塔架的牵引下完成起竖,同时塔架还将保证整个火箭箭体的稳定。

为什么是“长十一”

火箭那么多,为什么这次开创性的海上发射交给了“个子小小”的“长十一”了呢?

这要从“长十一”的特性说起。长征十一号火箭,是我国长征系列火箭中唯一使用固体燃料作为推进剂的火箭。

固体燃料就意味着燃料可以提前填充好,并且长期贮存。不用像液体火箭一样在发射前进行燃料加注,节省了大量的发射流程。海上发射前,只要把火箭起竖起来,进行地面电缆的连接就可以了。

此外,长征十一号全长近21米,箭体直径2米,长度几乎只有其他火箭的一半。当然了,个子小也有个子小的优势,它就可以更加灵活快捷地进行运输和发射。

截至目前,长征十一号固体运载火箭成功完成7次发射,其中6次陆上发射、1次海上发射,体现了长征十一号运载火箭的高性能与高可靠性。

谁是长征火箭海上首秀的第一批“乘客”

长十一海上首秀,搭载了7个有效载荷,这7名乘客都是谁呢?

它们是:捕风一号A/B卫星、中电网通一号A/B卫星、吉林一号高分03A卫星、天启三号卫星和潇湘一号04星。

捕风一号A/B卫星主要用于台风等极端天气监测,可准确测量海面风场,实现精准预报台风。目前已有的气象监测手段多为探测高层风,其它微波探测方式也难以在任意气象条件下获取海面风场。捕风一号卫星有望能够全天时获取对于台风预报极其重要的底层风场数据,从而精准预报台风等极端天气。

中电网通一号A星、B星是我国“天地一体化信息网络”的首发试验星,将完成通信组网、星间测量、导航增强、对地遥感等多功能综合测试,未来还将再发射上百颗卫星,与地面站协同工作,建立起全球覆盖、按需服务的天地一体化信息网络系统。

其他3颗小卫星,将在高分辨率对地观测、卫星数据采集等领域展开应用。

谁还试过海上发射

国际上上一次进行海上发射,还是在2014年。由俄罗斯、美国、乌克兰、挪威等国共同出资成立的海上发射公司,1995年成立,其间经过多次重组,自首飞开始至2014年,共执行36次发射任务,其中32次成功,1次部分成功,3次失败,成功率为88.89%。

因此,尽管此前已有先例,但是近5年的时间里,海上发射一直无人问津。“长十一”这一次的海上首秀,实现了“航天+海工”的技術融合,突破海上发射稳定性、无线通信可靠性等关键技术,全面验证海上发射技术流程,为我国后续大规模的海上发射奠定了基础。