庫魯航天中心迎來火箭“新搭檔”

□ 王若衡

在南美洲北部靠近赤道的地方，每年都進行多次軌道發射——這里就是著名的法屬圭亞那庫魯航天中心。2010年，俄羅斯建造的“聯盟”火箭，以及歐空局新型“織女星”火箭也將從這里發射升空。

法屬圭亞那衛星地圖

庫魯航天中心簡介

法屬圭亞那占地9萬平方千米；人口15.8萬。這一地區居民來自世界各地，甚至有一半以上不超過25歲。這里雖然靠近赤道，但氣候溫和，是發射衛星進入靜地軌道的理想場地。1966年歐洲決定在此建造庫魯航天中心。

庫魯航天中心為阿里安公司的商業發射提供了絕佳的運營環境。從赤道附近發射可以減少航天器變軌所需的燃料，可以增加衛星有效載荷的運行壽命，相應的，也能提高航天器運營商的收入。此外，法屬圭亞那人口密度低，沒有火山、地震的侵擾，這些特有的優勢都使它成為頻率很高的發射地。

歐俄聯手開拓商業發射市場

阿里安公司從1979年開始提供“阿里安”-1火箭發射服務。迄今從這里已經發射了180多次，目前，“阿里安”-5火箭是該公司的主力隊員。阿里安公司火箭家族的另外兩名新成員是俄羅斯的“聯盟”火箭和歐洲“織女星”火箭。

為了在商業發射市場上占據更大的份額，歐空局與俄羅斯聯邦航天局強強聯合，推出聯盟-庫魯項目。該項目以2003年11月俄法兩國簽署的政府間協議為基礎，歐洲公司提供基礎設施，俄羅斯負責技術系統組裝以及“聯盟”火箭的生產。2008年9月，俄羅斯航天局與阿里安公司簽署合同，法國將從俄羅斯購買10枚“聯盟”火箭，從庫魯發射場發射，合同總價值約3億～4億美元。

庫魯航天中心

從庫魯發射的三種火箭

“阿里安”-5火箭長50.5米，起飛重量780噸，靜地轉移軌道運載能力為10噸，低地球軌道運載能力20噸

重型“阿里安”-5火箭

目前阿里安公司運營著兩種型號的“阿里安”-5火箭。“阿里安”-5 ECA火箭用于將任務送入靜地轉移軌道，通常是兩顆通信衛星有效載荷。初始飛行階段以低溫芯級段和兩個固體火箭助推器提供動力，接著使用低溫上面級將有效載荷送入軌道。

“阿里安”-5 ES用于低地球軌道任務發射。曾經于2007年7月將歐空局第一艘自動轉移飛行器（ATV），起飛重量超過19000千克的“儒勒·凡爾納”送往國際空間站。“阿里安”-5 ES還能發射歐洲的“伽利略”導航衛星。這一型號與“阿里安”-5 ECA的主要區別在于使用了貯存式推進劑上面級段，有了它就能多次點火將有效載荷送入指定軌道。

輕型“織女星”火箭

“織女星”火箭是歐洲新研發的輕型火箭，火箭長29.9米，直徑3.025米，起飛重量137噸，適合將中小型衛星有效載荷送入低地球軌道和太陽同步軌道。高700千米的極軌運載能力為1500千克。

隨著全球在研和準備研發的小型科學航天器及其它較輕型有效載荷數量的日益增加，歐空局開發了這種四級段火箭。“織女星”火箭開始提供服務后，將使圭亞那發射場的服務種類得到豐富。

三枚火箭全部上陣后，阿里安公司預計每年能發射10次任務。

“織女星”火箭發射

首批兩枚“聯盟”火箭運往圭亞那

中型“聯盟”火箭

“聯盟”火箭是罕有的一種火箭型號。非常適合于中等有效載荷、中地球軌道、低地球軌道和太陽同步軌道衛星，也適用于發射行星際任務。

“聯盟”火箭是四級段火箭，長46.2米，直徑10.3米，起飛重量308噸，靜地轉移軌道運載能力3150千克；高度820千米的太陽同步軌道運載能力達到4900千克。火箭將升級數字飛行控制系統，配備性能提高了的第三級段，還有一個大型“聯盟”ST有效載荷整流罩。

這一型號的“聯盟”火箭從圭亞那起飛之后將翻開“聯盟”系列火箭的新一頁。該系列火箭曾經在1957年發射了世界上第一顆人造衛星“旅行者”。迄今，該系列火箭已經發射了1700多次載人/無人太空飛行任務。

“聯盟”火箭發射示意圖

庫魯三大發射設施

“阿里安”-5發射場

阿里安公司的ELA-3發射設施是世界上最先進的設備廠之一，是特別為新型的“阿里安”-5重型火箭服務的。設計的發射頻率是每年10次“阿里安”-5任務，一條龍式的發射準備工作只需要20個工作日。

ELA-3發射場占地超過21平方千米，分為兩大塊：一片是火箭的裝配與集成準備區；另一片是發射區。

“阿里安”-5火箭發射場

“聯盟”發射場

“聯盟”發射場結合了拜科努爾發射場的設計元素，以及阿里安任務的衛星集成程序。“聯盟”發射場位于“阿里安”-5火箭發射場西北12千米。

“聯盟”火箭以水平方式運往發射場，在裝配車間里進行水平裝配。之后樹立在發射臺上，將有效載荷集成在火箭上。火箭裝配間長92米，寬41米，高22米。

法屬圭亞那“聯盟”火箭發射場

“織女星”發射場

織女星發射場就是原來的ELA-1發射場，最初是執行“阿里安”-1和“阿里安”-3發射任務的。為了發射“織女星”，ELA-1發射臺、移動塔架、基礎設施都在進行升級改造，以便適應這種新的輕型火箭的發射需求。發射臺保留了原來的火焰噴射通道，用來導出“織女星”點火發射時產生的熱氣。固定式臍帶塔為火箭和有效載荷提供動力和環境控制，從準備發射一直到倒計時點火。在發射臺周圍還有四個高塔，能夠保護設備免受閃電襲擊。

“織女星”火箭在發射場

火箭裝配與有效載荷集成過程中，ELA-1的移動塔架將起到保護作用，對抗惡劣天氣；還能為發射工作組提供合適的工作條件。一旦火箭總裝完畢，塔架將從發射臺移開。

“織女星”的運行控制中心將設在發射場控制中心3號設備間內，這里還指揮著“阿里安”-5任務。盡管都處于3號控制中心，但“織女星”將使用獨立的運行控制與監視系統。

“織女星”火箭發射控制中心