中國(guó)航天值得期待！首次海上發(fā)射引發(fā)世界關(guān)注

寫在前面

眾所周知，大型火箭一般都是從陸地上發(fā)射。隨著科技的發(fā)展和用戶需求的提高，一種新的火箭發(fā)射方式——海上發(fā)射，應(yīng)運(yùn)而生。2019年6月5日，在我國(guó)無(wú)垠的黃海海域，乳白色的長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭矗立在巨型海上發(fā)射平臺(tái)上，發(fā)動(dòng)機(jī)轟鳴，尾焰閃爍。在海浪翻滾中，火箭騰空而起，直入云霄，正式拉開了中國(guó)運(yùn)載火箭海上發(fā)射的序幕。不斷帶給世人驚喜的中國(guó)航天，將沿著海上“天路”再起航。

中國(guó)航天首次海上發(fā)射引發(fā)世界關(guān)注——

奏響中國(guó)航天“海之歌”

■解放軍報(bào)記者 鄒維榮 韓阜業(yè)

△圖片由作者提供

海上發(fā)射優(yōu)勢(shì)明顯

近些年，中國(guó)航天飛速發(fā)展，“北斗”指路、“嫦娥”問(wèn)月、“神舟”載人……一次又一次的火箭發(fā)射，讓人們?cè)谔旃獾鼗痖g感受到了驕傲和自豪。

這些“天兵天將”都是從陸地航天發(fā)射場(chǎng)啟航。在常人看來(lái)，陸地發(fā)射簡(jiǎn)單易行、穩(wěn)定可靠，理所應(yīng)當(dāng)一直沿用。殊不知，海上發(fā)射有著陸地發(fā)射無(wú)法比擬的優(yōu)越性，一直以來(lái)都是航天工作者夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。

一般情況下，海上發(fā)射平臺(tái)可以在海上進(jìn)行大范圍移動(dòng)，而最為理想的發(fā)射地點(diǎn)是靠近赤道附近的低緯度區(qū)域。運(yùn)載火箭在赤道附近發(fā)射，就能夠最大限度地利用地球自轉(zhuǎn)速度，節(jié)省火箭推進(jìn)劑的消耗量，從而提高火箭的運(yùn)載能力。

有資料顯示，對(duì)于地球同步軌道衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，從北緯5度左右的法國(guó)庫(kù)魯航天發(fā)射中心發(fā)射，要比在北緯28度左右的美國(guó)肯尼迪航天中心發(fā)射，節(jié)省15%的推進(jìn)劑。

簡(jiǎn)而言之，原本需要重型火箭才能完成的發(fā)射任務(wù)，換到赤道附近發(fā)射，僅需要中型運(yùn)載火箭就可順利完成。而同型號(hào)運(yùn)載火箭在赤道附近進(jìn)行海上發(fā)射，可具有更高的運(yùn)載能力，降低單位質(zhì)量有效載荷的發(fā)射成本。

此外，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)海上探測(cè)提出了更高要求，小傾角衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)對(duì)某一地區(qū)的高頻次重訪，有利于數(shù)據(jù)的獲取。也就是說(shuō)，如果火箭從赤道附近海上發(fā)射，就可以避免衛(wèi)星軌道傾角變化所導(dǎo)致的能量消耗問(wèn)題，從而有效提高衛(wèi)星的在軌壽命。

通常，在陸地發(fā)射過(guò)程中，工作人員需要對(duì)火箭助推器、整流罩等分離體的實(shí)際落區(qū)進(jìn)行人員疏散，確保不發(fā)生安全問(wèn)題。此外，由于地理因素影響，陸地發(fā)射場(chǎng)的發(fā)射方位會(huì)受到很大限制。即便是在海邊建設(shè)發(fā)射場(chǎng)，也會(huì)因?yàn)橐?guī)避船舶航線或者漁場(chǎng)而受限。而對(duì)于設(shè)在大洋深處的海上發(fā)射平臺(tái)來(lái)說(shuō)，這些限制就可以統(tǒng)統(tǒng)免除，發(fā)射方位幾乎不受限制，軌道設(shè)計(jì)也更為方便。

“海上發(fā)射還有利于簡(jiǎn)化測(cè)控方案?！睋?dān)任此次海上發(fā)射任務(wù)的太原衛(wèi)星發(fā)射中心相關(guān)技術(shù)人員介紹，“此前火箭從陸地發(fā)射場(chǎng)升空后，測(cè)控信號(hào)的發(fā)送和收取需要‘翻山越嶺’，而在海上發(fā)射，無(wú)遮擋的海平面非常有利于快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)控信號(hào)的傳輸和使用?！?/p>

“快響利箭”擔(dān)當(dāng)大任

盡管海上發(fā)射有許多優(yōu)勢(shì)，但要實(shí)現(xiàn)起來(lái)并非易事。在發(fā)射過(guò)程中，運(yùn)載火箭需要經(jīng)受海洋運(yùn)輸環(huán)境、自然環(huán)境、海況等不利因素影響，這些都對(duì)運(yùn)載火箭和海上發(fā)射平臺(tái)提出了更高要求。

對(duì)火箭而言，海洋中補(bǔ)給能力有限，測(cè)試發(fā)射工作要求越簡(jiǎn)潔越好。發(fā)射時(shí)，針對(duì)海面的晃動(dòng)和高溫?zé)崃鞯囊龑?dǎo)等問(wèn)題，運(yùn)載火箭要能采用合適的控制與發(fā)射方式。

作為我國(guó)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭中唯一的固體運(yùn)載火箭，長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭具備全箭整體儲(chǔ)存、星箭快速對(duì)接、環(huán)境自主保障、高效快速發(fā)射等特點(diǎn)，能夠全天候在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成發(fā)射，是長(zhǎng)征系列火箭家族中最適合進(jìn)行海上發(fā)射的一型火箭。由于發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間短，長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭還有一個(gè)“快響利箭”的美稱。

△資料圖

據(jù)了解，長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭是我國(guó)第一型國(guó)家立項(xiàng)的固體運(yùn)載火箭，也是目前規(guī)模最大的固體運(yùn)載火箭。自2015年9月25日首飛至今，已經(jīng)六戰(zhàn)六捷，將25顆衛(wèi)星成功送入軌道，創(chuàng)造了不凡的“戰(zhàn)績(jī)”。

2018年1月19日，“一箭六星”實(shí)現(xiàn)了我國(guó)固體運(yùn)載火箭首次向外國(guó)衛(wèi)星提供搭載服務(wù)；2018年4月26日，“一箭五星”創(chuàng)造了我國(guó)星座組網(wǎng)同一軌道面發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最多的紀(jì)錄；2018年12月22日，發(fā)射我國(guó)首顆低軌寬帶通信技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，創(chuàng)造了我國(guó)固體運(yùn)載火箭履約周期最短的紀(jì)錄。

對(duì)海上發(fā)射運(yùn)載火箭而言，要求發(fā)射平臺(tái)噸位大、穩(wěn)定性好，能夠適應(yīng)火箭發(fā)射環(huán)境。中科院院士、航天科技集團(tuán)科技委主任包為民介紹，承擔(dān)火箭海上發(fā)射任務(wù)的發(fā)射平臺(tái)是通過(guò)已有船舶改造而來(lái)，擁有專業(yè)的彈射裝置，在海上采用冷發(fā)射形式發(fā)射火箭，即先通過(guò)高壓燃?xì)鈱⑦\(yùn)載火箭彈射到空中，然后在空中再進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火形成推力。

“盡管冷發(fā)射形式對(duì)海上發(fā)射平臺(tái)本身影響較小，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，這種技術(shù)無(wú)法滿足大型火箭發(fā)射需求?！卑鼮槊裾f(shuō)，“我們希望未來(lái)用于海上火箭發(fā)射的平臺(tái)，在建造初期就能裝備專用的發(fā)射裝置，即采用熱發(fā)射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)火箭在平臺(tái)上加注、點(diǎn)火、排走火焰，并承受高溫火焰噴射的影響，這樣才能確保我國(guó)實(shí)現(xiàn)大型火箭海上發(fā)射的目標(biāo)?！?/p>

此外，不同于陸地發(fā)射，海上發(fā)射需采用全新的組織模式，需要測(cè)試發(fā)射流程和測(cè)量控制方案，并且涉及海況預(yù)報(bào)、海上運(yùn)輸?shù)仁马?xiàng)。所以，擔(dān)任此次海上發(fā)射任務(wù)的發(fā)射系統(tǒng)和測(cè)控系統(tǒng)的都是在航天領(lǐng)域享有盛名的“勁旅”，包括太原衛(wèi)星發(fā)射中心和遠(yuǎn)望七號(hào)遠(yuǎn)洋測(cè)量船。

太原衛(wèi)星發(fā)射中心領(lǐng)導(dǎo)告訴記者：“在組織模式上，中心遵循‘統(tǒng)一指揮、精干高效、統(tǒng)籌兼顧、大力協(xié)同’的原則，進(jìn)行了大量的創(chuàng)新優(yōu)化，為此次任務(wù)做好了充分準(zhǔn)備?！?/p>

中國(guó)航天值得期待

其實(shí)，運(yùn)載火箭海上發(fā)射技術(shù)已有很長(zhǎng)的歷史。早在1962年，美國(guó)海軍就在海面浮動(dòng)發(fā)射裝置上進(jìn)行過(guò)液體火箭的發(fā)射。1998年，俄羅斯一艘潛艇在巴比倫支海域附近發(fā)射火箭，將2顆通信衛(wèi)星送入軌道。

國(guó)際上最知名的火箭海上發(fā)射商業(yè)公司是一家國(guó)際聯(lián)合公司，該公司成立于1995年，由美國(guó)波音公司、俄羅斯能源公司、烏克蘭尤日諾耶公司和挪威克韋爾納公司聯(lián)合創(chuàng)立，擁有由指揮艦、發(fā)射平臺(tái)與運(yùn)載火箭三大子系統(tǒng)構(gòu)成的整套海上發(fā)射系統(tǒng)。截至目前，該公司一共進(jìn)行了36次發(fā)射，其中32次成功，1次部分成功，3次失敗，成功率約為89%。

與其他國(guó)家的海上發(fā)射相比，中國(guó)的海上發(fā)射雖然起步稍晚，但更具優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。

首先是“快”。由于長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭的固體燃料提前填充在火箭內(nèi)，可長(zhǎng)期貯存，免去了液體火箭在臨發(fā)射前的燃料加注等流程，對(duì)發(fā)射設(shè)施依賴程度低，可將發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間縮短至數(shù)天。

其次是“穩(wěn)”。近年來(lái)，中國(guó)海洋工程領(lǐng)域取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，打造出世界最大、鉆井深度最深的海上“藍(lán)鯨1號(hào)”鉆井平臺(tái)和世界先進(jìn)水平的集裝箱船“鄭和號(hào)”等一大批“明星”裝備。這些堅(jiān)實(shí)的船舶技術(shù)儲(chǔ)備將繼續(xù)為海上發(fā)射任務(wù)“保駕護(hù)航”，讓中國(guó)航天的“海之歌”愈發(fā)優(yōu)美動(dòng)人。

優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在速度和技術(shù)上，更體現(xiàn)在能力和質(zhì)量上。太原衛(wèi)星發(fā)射中心領(lǐng)導(dǎo)介紹，經(jīng)過(guò)崗位優(yōu)化和訓(xùn)練演練，在發(fā)射系統(tǒng)的各分系統(tǒng)中，每個(gè)崗位最多只需要3個(gè)人，這極大提高了團(tuán)隊(duì)執(zhí)行海上發(fā)射任務(wù)的能力。

航天科技集團(tuán)第一研究院長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭副總指揮金鑫介紹，未來(lái)還將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上研制一款商業(yè)型火箭，運(yùn)載能力覆蓋2噸以內(nèi)，發(fā)射價(jià)格僅相當(dāng)于國(guó)際主流火箭發(fā)射價(jià)格的三分之一，具備強(qiáng)勁的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)能為各類型載荷提供專屬、定制服務(wù)，開拓中國(guó)長(zhǎng)征火箭更為廣闊的商業(yè)市場(chǎng)。

根據(jù)《2016中國(guó)的航天》白皮書介紹，我國(guó)將在低成本運(yùn)載火箭、天地往返可重復(fù)使用運(yùn)輸系統(tǒng)等技術(shù)上加大研究力度。據(jù)透露，我國(guó)“可回收火箭”關(guān)鍵技術(shù)的預(yù)研工作早在“十二五”期間就已開展，并取得了一些關(guān)鍵性突破。對(duì)此，包為民也提到，我國(guó)將在不久的將來(lái)進(jìn)行火箭回收試驗(yàn)。

此次海上發(fā)射的成功實(shí)施，主要驗(yàn)證了一種新型、靈活、高效、經(jīng)濟(jì)的發(fā)射模式。蔚藍(lán)的海洋將成為中國(guó)航天新的起飛點(diǎn)，通過(guò)不斷運(yùn)用未來(lái)新技術(shù)，海上發(fā)射的前景將愈發(fā)光明。

本文刊于2019年6月7日《解放軍報(bào)》“科技前沿”版