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海天一箭 看点几何

2019-6-6 11:06:20 来源:新华社、中国科协微信公众号“科普中国”

        6月5日12时6分,我国在黄海海域用长征十一号海射运载火箭,将技术试验卫星捕风一号A/B星及五颗商业卫星顺利送入预定轨道,试验取得成功,这是我国首次在海上实施运载火箭发射技术试验。


  为什么此次要在海上发射长征十一号运载火箭?又有何技术难点呢?记者梳理了我国火箭首次“下海”需要清楚的若干问题。

 

 
  6月5日12时6分,我国在黄海海域用长征十一号海射运载火箭,成功完成了“一箭七星”海上发射技术试验。新华社发

  
  为什么选择海上发射?

  完美解决落区问题!由于火箭在飞行过程中会多次进行舱段的分离,上世纪六七十年代建立的内陆火箭发射场周边的火箭残骸落区不再是绝对的无人区。因此在设计火箭的飞行轨迹时,宁可牺牲运载能力也要尽量避开村镇。同时,在每次发射任务之前,还要将落区内百姓疏散到安全地带,保障人员安全。采取海上发射,灵活选择发射点,航落区(航区和残骸落区)大多为公海,有效解决航落区安全性问题。

  赤道发射不是梦!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,还会最大限度地利用地球自转的力量,为火箭省力,进一步提高火箭的运载能力,有效降低火箭发射和卫星运营成本。

  我国目前纬度最低的发射场是位于北纬19度左右的文昌航天发射场,而一旦卫星的设计发射倾角小于19度,甚至到零度,将在发射入轨过程中损耗大量能量,进而降低卫星寿命。而海上发射,就能够自由选择火箭发射的纬度,让在零纬度的赤道发射不再是梦!


  海上发射很难吗?


  海上发射好处多,难度也大。中国航天科技集团一院长十一火箭副总设计师管洪仁介绍,本次任务具有技术新、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。

  管洪仁说,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,因此长征十一号运载火箭也成为国内首枚采用无线测发控技术实施发射的火箭。


  海射“首秀”乘客都有谁?


  长十一海上首秀,搭载了7个有效载荷,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。

  其中,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。

  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。


  为何选择“长十一”?
 

  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。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。据新华社电、中国科协微信公众号“科普中国”


  延伸
  他们试过海上发射

  
  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,期间经过多次重组,自首飞开始至2014年,共执行36次发射任务。

  因此,尽管此前已有先例,但是近五年的时间里,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”的技术融合,为我国后续大规模的海上发射奠定了基础。


  海上射火箭需分三步走

  
  1要有一枚火箭一个海上发射平台。对发射平台而言,要求发射平台吨位大、稳定性好,能够适应火箭发射环境。

  2在海上发射过程中,运载火箭需要承受海洋运输环境、自然环境、海况影响,自然环境会直接影响运载火箭设备选型和试验条件制定。

  3需要开展长时间航向保持、动态方位传递等动基座瞄准技术研究及试验验证。最后,要研究解决火箭运输、起竖、对接、加注当中的自动化问题。