星際旅行出發地：為什么是文昌

李國利

2016年6月22日，長征七號運載火箭在垂直轉運過程中。當日，承載著長江七號運載火箭與搭載載荷組合體的活動發射平臺，從海南文昌航天發射場的垂直總裝測試廠房駛出，平穩行駛約3小時后，安全轉運至發射塔架

藍天白云映襯，大海椰林相伴。美麗的文昌有許多名片：椰子之鄉、華僑之鄉、排球之鄉……但如今，更多的人知道文昌，是因為海南文昌航天發射場建在這里的龍樓鎮上。

2016年6月25日晚，長征七號運載火箭首次發射升空，這一刻，我國首個濱海航天發射場——海南文昌航天發射場——成功亮相，首戰告捷。

這標志著我國自主設計建造、綠色生態環保、技術創新跨越的新一代航天發射場正式投入使用。

長征七號運載火箭首飛的日子里，《瞭望東方周刊》記者走進海南文昌航天發射場，零距離接觸了中國航天又一個夢想騰飛的地方。

本刊記者獲悉，2016年下半年，這里將發射長征五號新一代大推力運載火箭;2017年上半年，這里將發射天舟一號貨運飛船。未來，我國的探月工程三期飛行器、現代化空間站等都將在這里發射升空。

條件日漸成熟

可以預見，作為中國航天的新成員，文昌航天發射場將成為眾多航天器的星際旅行出發地。

我國目前有三大航天發射場，分別是酒泉、太原和西昌，它們或在大漠深處，或在大山腹地，而新一代航天發射場，卻選擇了南海之濱的海南。

為何選在海南？

實際上，早在上世紀70年代，我國在進行航天發射場選址時，就曾對在海南島建設航天發射場進行過評估，海南島也一度被列為當時最佳選址之一。

但當時正處于冷戰時期，國際形勢較為復雜，沿海地區處于敵對勢力的直接威脅之下，故而不得不將航天發射場設置在地處“三線”的戈壁大漠或大山腹地。

隨著國際形勢的緩和，在海南建設航天發射場的條件也日漸成熟。

1988年底，中國第一座用于科學研究的探空火箭發射場在海南島建成，并成功發射了火箭，這也是中國發射亞軌道火箭的測試基地。之后的數十年間，這個發射場曾多次成功發射織女系列火箭。

海南航天發射場建設項目從上世紀90年代中期開始醞釀并進行多輪科學評估。據本刊記者了解，最初論證時曾有海南三亞方案、文昌方案、廣東陽江方案等3個方案。

2002年3月，新一代運載火箭發射場建設論證組在北京成立。北京特種工程設計研究院受命牽頭17家單位啟動論證工作。從白山黑水到戈壁大漠，從雪域高原到南海之濱，論證組上高山、下海島，先后組織190多人次分赴海南、陜西、甘肅、四川、新疆等地相關行業、企業調研，召開195次專題技術研討會。

長征五號發射塔

綜合論證、立項論證、工程設計、技術服務，等等，論證組在分析改造原有3個發射中心和新建發射場可行性的基礎上，對改造現有發射中心和新建發射場初步方案進行了充分論證。

2005年1月，新一代運載火箭發射場建設綜合論證報告評審會上，海南省文昌市龍樓地區被推薦為新一代運載火箭發射場場址。

兩年后，國務院、中央軍委正式批準海南文昌發射場立項。

為何是龍樓小鎮

新一代航天發射場選址海南文昌龍樓，是因為這里具有得天獨厚的優越條件。

首先是這里緯度低。各個國家在選擇發射場時，都會盡量選擇低緯度地區，最好選擇在赤道附近，這樣可使火箭發射后得到地球自轉賦予的向東的初速度，提高運載能力。

比如，世界上最著名的低緯度發射場是位于南美洲北部法屬圭亞那的法國庫魯發射場，北緯5度，是目前法國唯一的發射場，也是歐洲太空局主要的航天活動中心。最靠近赤道的發射場則是意大利圣馬科航天發射場，位于南緯2.9度。

北京特種工程設計研究院總工程師劉曉華說，我國新一代航天發射場選址海南文昌的第一個原因，就是因為這里靠近赤道，緯度較低，用相同的燃料可以將地球同步軌道航天器推得更遠，載荷更大，運載效率更高。

科學研究表明，距赤道越近、緯度越低，地球自轉速度越大，利用慣性離心力，在燃料不變的情況下，火箭可以節省推力攜帶更大的載荷。同時，在低緯度發射場發射地球同步軌道衛星時，由于夾角偏小，衛星機動到地球同步軌道所需燃料減少，也可延長衛星壽命。

海南省是我國緯度最低，距赤道最近的省份，緯度為19度。而西昌、太原、酒泉3個衛星發射中心的緯度則分別為28度、38度、41度。

其次是這里海運便捷、可行性強，可解決大推力火箭運載難題。

大推力火箭直徑都很大。此前，由于受鐵軌寬度影響，火箭最大組件的最大直徑不能超過3.5米。如今，火箭可從水路運輸，不再受鐵軌寬度影響。

文昌地理位置靠海，建成的清瀾港碼頭可停泊大推力火箭運載船只，具備海運條件。

本刊記者獲悉，長征七號火箭就是從天津港裝船起航，經過6晝夜海上航行，途經渤海、黃海、東海、臺灣海峽、南海等海域，安全抵達海南文昌清瀾港碼頭的。

第三，這里射向寬、安全性好，火箭殘骸落區均在海上。

火箭發射后，助推器將與箭體分離，形成火箭殘骸。火箭殘骸一般墜落在發射點以東1000公里以內。

海南文昌航天發射場射向覆蓋90度到175度，火箭發射后，1000公里內皆是茫茫大海，墜落的火箭殘骸不易造成傷害。長征七號火箭的部分殘骸，就墜落在了我國黃巖島一帶。

此外，文昌發射場投入使用后，“將使得我國航天發射場形成沿海和內陸相結合、高低緯度相結合、各種射向范圍相結合的格局，戰略布局更為合理。”西昌衛星發射中心副總工程師周鳳廣說。

據本刊記者了解，海南文昌發射場未來將主要用于發射新一代大型無毒、無污染運載火箭，承擔地球同步軌道衛星、大質量極軌衛星、大噸位空間站和深空探測航天器等航天發射任務。

雷暴天氣多，怎么辦

這是一座世界一流的現代化新型航天發射場，由測試發射、測量控制、通信、氣象、技術勤務保障等五大系統組成，建有長征五號和長征七號兩型運載火箭發射工位、垂直總裝測試廠房和水平轉載測試廠房、航天器總裝測試廠房、航天器加注扣罩廠房、指揮控制中心等。

海南文昌航天發射場的建設，并不是已有發射場的翻版，而是有不少結合當地實際情況的創新。

海南省地處熱帶海洋性氣候帶，具有“高溫高濕高鹽霧”和“強臺風強降水強雷暴”特點。

發射場建設過程中采用了多項措施以應對臺風、雷暴和鹽霧腐蝕。針對多臺風氣候特點，發射場大型結構采用一系列抗臺風安全設計，經過風洞試驗，采用了結構安全健康在線監測診斷技術，可以確保發射塔架等大型設施在強臺風下安全運行。

垂直總裝測試廠房高大空曠，為了抗臺風，廠房采用鋼筋混凝土筒柱式中空高層結構體系，可以承受百年一遇的強臺風。發射場發射塔架為鋼框架核心筒結構，是鋼筋混凝土與鋼結構的一個混合結構，能有效抗擊臺風侵襲。

文昌一年中有100多天是雷暴天氣，這也是航天發射可能會面臨的最大風險。發射塔周圍圍繞著4座高105米的鋼架結構避雷塔，避雷塔上加掛了避雷線。出現雷暴天氣時，雷電從天空進入避雷針，再通過避雷針傳導給避雷線直至地下避雷網。此外，還增加了保護范圍，可有效攔截側擊雷。

本刊記者獲悉，計算機仿真和雷擊試驗的結果表明，這種措施雷擊防護效率可達到98.6%，高于國內現有發射場防雷電系統90%的防護效率。

針對室外不同設備面臨的鹽霧環境問題，發射場開展了3種類別、3種防腐等級試件、加速腐蝕試驗和室外暴露試驗驗證，確定了室外金屬構件的重度防腐涂裝保護體系。在室內防鹽霧腐蝕方面，發射場利用空調系統進行室內除濕和鹽霧吸附，同時加強建筑防雨防潮設計，改善通風條件，創造了低濕低鹽霧的室內工作環境。

發射場還建設了鹽霧監測系統，探索鹽霧濃度分布規律，深化防鹽霧技術研究，并針對不同設施設備特點，制定維護保養規范，建立維護保養制度，及時進行維護保養。

生態環境保護是“紅線”

在文昌航天發射場，本刊記者發現，在長征五號火箭發射勤務塔北側，有一株胸徑逾50厘米的垂榕，樹齡超過70年，枝葉團簇格外茂盛，原本筆直的道路特意繞了一個彎，給這棵樹留下了生長的空間。

據工作人員介紹，現在它已經憑借超乎尋常的“待遇”，成為許多游客眼中的明星。

本刊記者還發現，在各建筑物之間，原生的椰林郁郁蔥蔥，水塘、濕地星羅棋布，呈現出低緯度濱海航天發射場特有的風光。

據悉，海南文昌航天發射場也是我國第一個完全對外開放的航天發射場。火箭轉運前，每天都有游客穿行其間，近距離領略航天發射場的獨特魅力。

這樣的圖景顯示，環保、開放兩大理念在建設過程中得到完全貫徹。

實際上，如何把航天發射場建設與保護生態環境相結合，建設開放合作、生態環保的現代化航天發射場，是發射場論證設計過程中面臨的重大難題。

海南文昌龍樓航天小鎮

據北京特種工程設計研究院環保中心主任張統介紹，發射場論證設計過程中，始終把生態環境保護作為一條“紅線”，科研團隊人員與海南省和文昌市相關部門溝通，經過反復調研、論證、設計，圓滿完成了發射場生態環境保護的設計建設任務。

發射場位于文昌市龍樓地區，在規劃設計過程中，場區保留多處自然濕地，兼顧雨水涵養的功能。

建筑物選址方面，盡量避開成片的椰林和濕地，發射工位選擇在地勢平坦、植被少、用地開闊的區域，與火箭垂直總裝測試廠房之間沒有大的地形起伏和集中林地，對自然植被破壞少，建設土方工程量小。

指揮控制中心的選址充分結合地勢，利用現有山地抬高視點，與發射工位形成良好的通視效果。同時，合理設置場區內的道路寬度和各類場坪的尺寸，盡量減少道路場坪占地，充分體現了尊重自然、環境和諧、協調統一的觀念。

整個規劃設計，還體現了集約高效的理念。比如，在辦公生活區的規劃設計過程中，突破傳統“小而全”的布局模式，打破編制單位，按功能進行整合，形成較為集中的辦公、生活和保障區，為其他項目的規劃建設提供了有益借鑒。