一箭九星 海上發(fā)射運載火箭為何這么牛

席金合

在海上也能發(fā)射火箭？

當(dāng)然能！“海射運載火箭”就是從海上發(fā)射的。

2020年9月15日9時23分，我國從停泊在黃海海域的“德渤3號”動力船上，用長征十一號海射運載火箭，采取“一箭九星”的方式，將“吉林一號”高分03—1組衛(wèi)星送人預(yù)定軌道。該衛(wèi)星的成功發(fā)射標志著我國海上衛(wèi)星發(fā)射進入常態(tài)化時代。

一箭一次竟然發(fā)射9顆衛(wèi)星

“一箭多星”是長征十一號運載火箭的獨門絕技，它先后發(fā)射10次，已將51顆衛(wèi)星成功送人預(yù)定軌道。

這次發(fā)射的衛(wèi)星，包括3顆高分03C視頻星和6顆高分03B推掃星。當(dāng)這些衛(wèi)星飛到一定高度后，會排隊式地依次進入太陽同步軌道，與在軌的“吉林一號”衛(wèi)星一起，組成覆蓋面極廣的觀測網(wǎng)絡(luò)，為林業(yè)、農(nóng)業(yè)、草原、海洋、資源、環(huán)境等行業(yè)，提供豐富的遙感數(shù)據(jù)和地面服務(wù)。

衛(wèi)星在太陽同步軌道上運行，每次經(jīng)過某地上空，太陽總是掛在天空的相同位置，好像衛(wèi)星隨著太陽同步跟進一樣。這種情況十分有利于衛(wèi)星對地面開展偵察、氣象觀測和資源勘探等作業(yè)。因為每次的光照條件固定，便于衛(wèi)星進行拍攝和觀測，從而獲得準確可靠的資料，并發(fā)送至地面接收站，人們通過分析研究，將其轉(zhuǎn)化成有用的信息。由此，我們可以知道自己家鄉(xiāng)森林覆蓋面有多大，最近是否下雨，火災(zāi)泛濫或水災(zāi)漫延程度等，以便及時應(yīng)對。

長征11號運載火箭副總指揮金鑫倍感自豪的說，一箭九星是火箭和衛(wèi)星協(xié)同設(shè)計的結(jié)果?！碑?dāng)初的設(shè)計方案是一箭八星”，后來為提高發(fā)射效能，研制團隊刻苦攻關(guān)，大大提高了火箭運載能力，最終通過一次性發(fā)射，將9顆重約42千克的衛(wèi)星 布置在535千米外的軌道，實現(xiàn)了“打得出、布得下、分得開”的發(fā)射目標。實現(xiàn)這一目標，給火箭“瘦身”很關(guān)鍵。為了給箭體減重，研制團隊將衛(wèi)星支架由鋁合金改為復(fù)合材料，在保證強度的同時，使火箭減輕50千克。同時，衛(wèi)星的適配器等部件，也采用新型高效的復(fù)合材料制造，大幅降低整體重量，保證9顆衛(wèi)星順利升空，依次散開，有序人軌。

陸地那么大，為何要在海上發(fā)射

大家都知道，我國有酒泉、太原、西昌、文昌四大衛(wèi)星發(fā)射基地，設(shè)備先進、功能齊全，已為國內(nèi)外發(fā)射無數(shù)顆衛(wèi)星，為何還要開辟海上發(fā)射場？

殊不知，航天發(fā)射的理想地點是赤道地帶，在這里能有效利用地球白轉(zhuǎn)速度。對于豎直升空的火箭，從太陽上看，則是圍繞地球成螺線路徑飛人太空。這是火箭隨地球白轉(zhuǎn)的慣性所致。就像一塊石頭，由疾馳的汽車上向上拋出，從地面看，則是向上前方飛出。同樣，在赤道帶上，由于地球白轉(zhuǎn)，相當(dāng)于高速行駛的車輛，火箭從那里起飛，會獲得一個沿螺旋路徑飛行的速度，從而提升火箭推力，節(jié)省推進劑，提高火箭運載能力，降低發(fā)射成本。同時，在赤道附近發(fā)射火箭，可以避免傾角變化消耗能量，既能提高火箭運載能力，也能有效提高衛(wèi)星在軌使用壽命。

盡管文昌發(fā)射場最靠南，但距赤道還很遠。如果以船舶為平臺，可將火箭送到赤道附近發(fā)射。

海上發(fā)射運載火箭，還能執(zhí)行重大防衛(wèi)任務(wù)。未來，如果有一顆小行星向地球飛來，勢必對人類造成滅頂之災(zāi)。這時，想要用航天器擊落這個活動目標，若從船上發(fā)射，就如同人拿著槍在地上跑來跑去，尋找最佳位置瞄準，命中率更大。一旦熟練地掌握了這門攔截技術(shù)，應(yīng)對未來核戰(zhàn)爭那就是小菜一碟。一旦哪天遭敵人核武器襲擊，可采用上述靈活機動的方法，在海上發(fā)射導(dǎo)彈準確攔截，捍衛(wèi)國家安全。

最后，從安全角度看，海上發(fā)射能避免諸多麻煩?；鸺w行中，助推器殼體和整流罩（衛(wèi)星保護罩）等的分離體，會從高空墜落下來。由于落區(qū)和落時難以把控，需要大面積疏散人員，費時費力。海上發(fā)射遠離了人口稠密地區(qū)，能夠避免造成事故。

海上發(fā)射衛(wèi)星 在哪里

人類50多年航天發(fā)射歷程中，海上發(fā)射航天器的次數(shù)并不多，主要是受海洋特殊環(huán)境限制。

首先，對火箭和發(fā)射平臺都有特殊要求。在船上發(fā)射，如果選用固體燃料火箭，雖然在出廠時，已將燃料固化在箭體內(nèi)，發(fā)射時無須再裝藥，十分省事，但運載能力比不上液體燃料火箭。如果選用液體燃料火箭，運載能力不成問題，但需要將箭體拖到船上再加注燃料，操作不易。因此，無論選擇哪種燃料的火箭，相對陸地發(fā)射都存在弊端，需要深入研究，趨利避害。

對發(fā)射平臺而言，則需要承載噸位大、穩(wěn)定性好、航行動力足、安全可靠的船舶。對此，隨著我國造船技術(shù)的飛速發(fā)展，大型造船企業(yè)目前完全有能力研制大型移動發(fā)射平臺。

其次，受海洋環(huán)境不良影響，海上刮起的大風(fēng)大浪，對船舶的正常行駛和穩(wěn)定停泊，造成一定的困難;海面升起的大霧，不但影響觀察能見度，而且所帶的鹽分和霉菌，會腐蝕高端設(shè)備和精密儀器，導(dǎo)致觀測

本次發(fā)射中，長征十一號火箭成功將“吉林一號”高分03-1組衛(wèi)星送入535千米的太陽同步軌道，這也是我國首次實施太陽同步軌道的海上發(fā)射，意味著海上發(fā)射的軌道適應(yīng)性更強。數(shù)據(jù)不準，從而引發(fā)故障;有時，不能排除藍鯨等巨型海洋動物騷擾發(fā)射活動。這些都直接影響運載火箭設(shè)備選型和試驗條件設(shè)置，在最初研制星箭設(shè)備和制訂防護方案時，不能不予考慮。

還有，火箭在海上的瞄準點及方位，不像在陸地那樣可提前測得，需要長時間航向保持和動態(tài)基座瞄準試驗驗證。此外，為防止船體被火焰燒蝕，必須利用高壓氣體，把火箭彈射出后再點火;并且，為了保障火箭及人員安全，必須研究解決火箭運輸、火箭起豎、箭星對接、燃料加注的自動化問題，實現(xiàn)無人值守發(fā)射，這些都是難啃的“硬骨頭”。

目前，長征十一號運載火箭研制團隊正按海上發(fā)射要求，研制更大噸位的系列運載火箭，力爭將1～5噸重的衛(wèi)星，順利送人太陽同步軌道，讓它們承擔(dān)各種勘察任務(wù)。屆時，將形成陸海通用的固體燃料火箭，滿足不同衛(wèi)星用戶的發(fā)射需求;同時，有關(guān)方面圍繞遠海發(fā)射，加緊研制多功能海上平臺，盡快開赴赤道地帶海域，接受地球自轉(zhuǎn)的助力，屆時可以朝著地球自轉(zhuǎn)方向進行傾斜發(fā)射。

（編輯文 墨）