与众不同的海上火箭发射平台

~ 2019年6月5日，中国在黄海海域进行了首次海上火箭发射，此次“长征十一号”运载火箭成功的从海上平台发射，将7颗卫星送入轨道。这不仅填补了我国运载火箭海上发射空白，还标志了中国的航天技术又上了一个新的台阶。海上发射技术可以弥补高纬度国家，由于地理位置和气候环境的影响，缺少理想的航天发射中心的短板，因此，廉价而适用的海上发射平台是航天大国家的需求，俄罗斯、美国、挪威、乌克兰、日本等国都在加紧研发。

在国际航天界，海上发射技术并不算是一个全新的航天发射方式， 20世纪60年代，意大利就在印度洋中建立了世界上第一个移动式民用赤道航天发射设施——“圣马科”发射平台，美俄两国也曾进行过多次海上平台发射试验。

海上发射平台可以分为固定式海上发射平台和移动式海上发射平台，意大利“圣马科”发射场就属于固定式海上发射平台，在20世纪90年代之前曾多次发射过卫星。不过，相比固定式海上发射平台，移动式海上发射平台更加具有优势，它的移动能力使发射方能够选择最有利的发射地点。因此，20世纪90年代，由美国、乌克兰、俄罗斯和挪威等国组建的海上发射公司所采用的就是“奥德赛”移动式海上发射平台，可在赤道附近海域进行发射，能最大限度地发挥运载火箭的能力，具有较强的发射适应性和商业价值。

高纬度发射所获得的初速度要低于低纬度，因此，在高纬度发射火箭比在低纬度发射需要更多的燃料，如果携带的燃料多了，就要降低有效载荷，这影响了火箭发射的经济性，此外，卫星在入轨过程中由于需要变轨也损耗了额外的能量，因此会影响卫星的使用寿命。但是，如果将发射场设立在低纬度的赤道附近，不仅能够自由的选择火箭发射纬度，节省了卫星变轨所消耗的额外燃料，还能最大程度地利用地球自转速度，使火箭获得较大的初速度，俄罗斯的“天顶3号”SL火箭在赤道附近发射时，能够将高达6吨多重的载荷送入同步转移轨道。

除了技术原因，每次进行陆上航天发射之前，有关部门还必须对火箭舱段可能的落区内的百姓进行疏散，以确保火箭舱段在落回地面时不会出现人员伤亡。航天大国都将主要的航天发射场设在偏僻的地区。不过，由于发射场到火箭和卫星相关生产单位路途太远，会受到沿途运输的条件限制。

中国于2009年开始建设海南文昌航天发射场，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。相比其它三个航天发射场，文昌航天发射场已经非常靠近赤道，纬度低，发射效率高，而且火箭可以通过海上运输，这就为发射重型火箭提供了条件，中国新一代大型运输火箭“长征五号”就是在文昌发射场完成了首次发射。但文昌发射场的纬度还是在19度，不能满足0~19度倾角卫星发射需求的问题，而有一些卫星发射任务，发射倾角最好能够到5度甚至更小，即使是在文昌发射场发射，它对运载能力的要求也比较大，在发射成本上很不划算。所以，在靠近赤道的海域通过海上发射满足一定的卫星发射需求就成了必然的选择。

不过，海上发射火箭并不是简单的事情，需要一个相对风平浪静的海况，传统运载火箭都是液体火箭，在火箭测试、起竖和加注燃料等发射准备工作的每一步都需要一个平稳的环境，而且整个准备过程要持续数天之久，所以海上发射对地面保障的技术水平要求极高。相比之下，如果采用固体火箭，发射之前不需要繁琐的准备工作，只需在发射之前起竖就可以了。

海上发射为了确保发射安全，对发射平台振动也有不同要求。比如，俄罗斯在执行海上发射任务时，为了使 “奥德赛”平台达到平衡并且满足海上发射时的振动要求，需要加注15 000吨海水，使整个平台的排水量从3.1万吨增到了4.6万吨。

采用固体火箭进行海上发射时，也存在载荷能力较低的问题，因为一般来说固体火箭燃料的比冲比液体燃料低。海上发射技术还具有很大的军事价值，尤其在战时，在陆上发射场遭到毁灭性打击后，能够保障各类作战卫星的补射。在阿富汗战争时期，苏联就曾在应前线作战部队要求，在战区上空部署了一套通讯卫星系统，用于各部队尤其是航空兵部队的通讯需要。利用固体火箭，一天内就能在太空建立一个小型卫星系统，保障部队作战。

特别是有了海上发射能力之后，战时就可以在任何海域发射卫星，加大了敌方摧毁发射平台的难度。为了增强海上发射平台的生存能力，俄罗斯已经实验在战略核潜艇上使用潜射火箭发射卫星。早在1998年7月，俄罗斯“德尔塔”Ⅳ级战略核潜艇“新莫斯科夫斯克”号就曾发射过一枚“无风-1”型运载火箭，成功将德国研制的两枚通信卫星送入轨道，这是人类航天史上首次从核潜艇上进行的水下卫星发射。

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金川县13479606790： 为什么要在海上发射卫星? - ？
邗肯头孢： 2000年10月,俄罗斯、美国、挪威和乌克兰合作,首次在美国加利福尼亚海面,从海上浮动发射平台成功地发射了一颗商业卫星,把人类航天史册从陆地写到了海洋. 为什么要到海上发卫星呢?较之在陆地发射,海上发射有三大优势.首先是...

金川县13479606790： 运载火箭的发射有几种方式?我国有哪几个主要发射场 - ？
邗肯头孢： 目前,运载火箭的发射大致有三种方式:一是从地面固定发射场发射,二是从空中发射,三是从海上平台发射.早先,运送航天器的运载火箭都是从地面发射场发射的.这种发射场有的规模很大,设施齐全,可以发射多种型号的运载火箭.但地面发射场受地理位置等种种因素的制约,限制了航天器的发射范围,难以满足各种类型航天器的需求,于是出现了从空中发射和从海上平台发射运载火箭的方案. 我国卫星发射基地有四处:甘肃酒泉,四川西昌,山西太原,海南文昌(待建).其中,酒泉主要用于载人航天;西昌主要承担地球同步轨道;太原主要发射太阳同步轨道;文昌主要发射地球同步轨道卫星、大质量极轨道卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务.

金川县13479606790： 中国文昌卫星发射中心为什么要建文昌在这里呢? - ？
邗肯头孢： 卫星发射中心选址文昌的原因:作为低纬度滨海发射基地,文昌航天发射场不仅可用于满足中国航天发展的新需要,还能借助接近赤道的较大线速度,以及惯性带来的离心现象,使火箭燃料消耗大大减少(同型号火箭运载能力可增加10%),...

金川县13479606790： 文昌卫星发射中心相比较其他三个卫星发射中心有那些独特的优势? - ？
邗肯头孢：[答案] 海南岛是中国陆地纬度最低、距离赤道最近的地区.火箭发射场距离赤道越近、纬度越低,发射卫星时就可以尽可能利用地球自转的离心力,因此所需要的能耗较低,使用同样燃料可以达到的速度也更快.据称,在海南发射地球同步卫星比在西昌发射...

金川县13479606790： 为什么要在海上发射卫星?？
邗肯头孢： 为什么要到海上发卫星呢?较之在陆地发射,海上发射有三大优势.首先是提高了火箭的运载能力.发射船台可以驶到赤道上,赤道是距离地球同步轨道最近的地方,这就最大限度地利用了地球自转的能量作为火箭的推动力,运载能力可提高30%左右,并且节约了燃料.第二是发射能力的提高使单位发射成本相应降低,价格降低了20%左右.第三是安全性高,无论是发射失败还是火箭子级坠落,残片都会落在水中,不必再担心造成人员伤亡. 参考资料:

金川县13479606790： 为什么文昌卫星发射基地我国地区纬度最低的,它的火箭发射初速度就越大? - ？
邗肯头孢：[答案] 利用地球自转,减小因为低纬度地方地球自转线速度大,火箭发射可以利用这个自转线速度,利用惯性,就可以因为低纬度地方地球自转线速度大,火箭发射可以利用这个自转线速度,利用惯性,就可以减少能耗了. 减少能耗了.能量消耗同一运载火...

金川县13479606790： 最佳的地球同步轨道卫星发射基地是? - ？
邗肯头孢： 低纬发射优势无限 目前,国际上公认理想的发射场是设在南美洲圭亚那库鲁的发射场.该发射场的纬度为南纬5°.欧洲的“阿丽亚娜”火箭就是在这里发射的,这也是“阿丽亚娜”火箭一...

金川县13479606790： 中国有多少火箭发射台 - ？
邗肯头孢： 4个!除去早就有的太原,西昌,还有个叫什么不记的了.其中海南有个正在新建中!为什么要在海南岛新建一个发射台呢?因为在地球中赤道地区的地球吸引里最小!它的g值是最小的!这就是为什么同样一在欧洲称重要比赤道地区重!还有个就是火箭的运输问题!海运的量最大!最便宜!

金川县13479606790： 海南航天发射中心最突出的区位优势 - ？
邗肯头孢： 最大的优势在于海南做为中国领土较为合适的最南端,纬度低,可以最大程度的借助地球自转的速度加强火箭的运载能力,节省燃料!还有一个优势是可以借助海运来动输火箭箭体,使得火箭本身的直径和大小基本不受运输的限制!