2019年6月5日12時06分,長征十一號固體運載火箭(下稱“長十一”火箭)在我國黃海海域實施我國首次海上發射,將捕風一號A/B衛星等7顆衛星送入約600公里高度的圓軌道,此次“一箭七星”發射任務圓滿完成。
此次發射,填補了我國運載火箭海上發射空白,為我國快速進入太空提供了更加安全、靈活、經濟、高效的新型發射模式。
為什么選擇海上發射?
此次火箭發射點位于東經121.19度、北緯34.90度。火箭按121.6度射向實施發射,火箭飛行過程二子級殘骸落入北太平洋公海。
“長十一”火箭副總指揮金鑫表示,應對航落區安全性問題是選擇海上發射的關鍵原因。上世紀六七十年代建立的內陸火箭發射場周邊的火箭殘骸落區不再是絕對的無人區,因此在設計火箭的飛行軌跡時,寧可犧牲運載能力也要盡量避開村鎮,保障人員財產安全。這給當地百姓帶來極大的不便,也增加了火箭發射的經濟成本和工作難度。
相比之下,運載火箭海上發射不僅可以通過海上航行靈活選擇發射點和航落區,而且航落區大多為公海,以更低的成本有效保障火箭航區和殘骸落區的安全。
除了保障安全,海上發射還能夠提高火箭的運載能力和運載效率,從而降低單位質量有效載荷發射成本。一般情況下,海上發射平臺可以在海上大范圍移動。在靠近赤道附近的低緯度區域發射火箭,能夠最大限度地利用地球自轉速度,節省推進劑消耗量,從而提高火箭的運載能力。
對于發射小傾角衛星任務,在赤道附近發射還能避免衛星軌道傾角變化消耗能量,提高衛星的在軌壽命。低傾角小衛星的發射需求日益增長,而在我國,即使是最南端的文昌航天發射場也在北緯19度,海上發射則可有效填補0至19度傾角衛星發射能力空白,滿足各種不同軌道的發射需求,提供更豐富的商業發射服務,服務于“一帶一路”沿線國家,有效助推中國航天走出國門。
海上發射有何難?
將火箭發射平臺由陸地轉移到茫茫大海上,復雜的海洋環境對所用的火箭提出了更高的要求。在海上發射過程中,運載火箭需要承受海洋運輸環境、自然環境、海況等的影響。
為應對海上發射時的海水波動,此次發射采用了一種特殊的瞄準技術和動態條件下的發射技術,以保障海上發射的穩定性。
同時,發射過程中需隨時留意火箭的控制和監測信號,在陸地上發射可由有限通信系統傳輸,海上發射則只能通過無線傳輸,必須確保無線通信的可靠性。“長十一”因而成為國內首個采用無線測發控技術實施發射的型號。
海上發射有什么特點?
為了應對海上發射,此次任務首次采用“航天+海工”技術融合,突破多項關鍵技術,全面驗證了海上發射技術流程,初步構建多方融合、資源共享的海上發射模式。“長十一”副總設計師管洪仁總結道,本次任務特點是“四新”,即技術新、環境新、流程新、模式新。
在海洋這個復雜新環境下,運載火箭突破了前后端無線遠控技術,箭上自主智能安控技術,海上動基座瞄準技術,動態條件下全方位發射技術、箭/架/船耦合動態分析技術、陸海通用星箭對接潔凈環境保障技術六項關鍵技術。憑借先進的技術,此次任務克服了海水波動、無線傳輸、電磁環境復雜等問題,運載火箭實現了首次的自主安控并最終順利發射。
全新的技術流程和“鐵路+公路+海運”運輸模式也是此次任務的亮點。以往“長十一”火箭要分幾個部分運往陸基靶場,并在陸基靶場完成組裝、測試。而海陽港碼頭沒有專用火箭測試廠房,因此需在北京總裝廠房完成火箭測試、裝填、星箭對接等工作,這也是長征運載火箭首次以箭星組合體形式整體出廠。
快響利箭“長十一”
此次海上發射所選用的長征十一號運載火箭被譽為海上“快響利箭”,是由中國航天科技集團有限公司公司所屬中國運載火箭技術研究院抓總研制的四級固體運載火箭,主要用于發射近地軌道和太陽同步軌道有效載荷。“長十一”火箭全長約20.8米,最大箭體直徑2米,總質量約58噸。
自2015年9月25日首飛成功以來,“長十一”火箭連續7次成功發射,共將32顆衛星送入預定軌道。
相較于長征系列的其他火箭,“長十一”火箭是唯一的固體運載火箭。液體火箭的優勢在于運載能力強,但卻需要一個月左右的測發周期。固體運載火箭雖然運載能力相對液體運載火箭較小,但其最大的優勢在于燃料被提前固化在火箭內,接到發射指令后,從測試到完成發射僅需一天甚至更短的時間,從而可以很好地完成自然災害和突發事件后的應急通信及遙感觀測等任務。
相比于長征系列火箭家族的其他兄長,“長十一”火箭具有可整體貯存、操作簡便、發射成本低、發射周期短、發射模式新的特性,最大的優勢是“安全、靈活、經濟、高效”。作為長征火箭家族中唯一能在海上發射的火箭,6月2日,“長十一”火箭“乘坐”泰瑞號駁船從港口出發,平穩航行至茫茫大海進行發射。
隨著海上發射流程進一步精簡,火箭運達港口后僅需2—3日的測試準備即可登船出海,駁船一旦到達指定海域,可以隨時準備發射。
(原標題:海上發射將更好地服務“一帶一路”沿線國家)
轉自:南方日報
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