寒木釣萌
2016年11月,中國運載能力最強的“長征五號”火箭即將在海南文昌發射升空,對于文昌航天發射場來說,這是其自建成以來的第一次發射任務,也是極其重要的一次發射任務。然而尷尬的是,很多人都不知道我國已經在海南建成了一個全國最大的航天發射場,有些人更是對我國在已有3個航天發射場的情況下,還要在海南再建一個航天發射場感到很是疑惑。我們真的有必要建海南文昌航天發射場嗎?答案是——當然有必要!
大大節省燃料
地球上幾乎所有的火箭都是自西向東發射的,原因不難理解,這是為了與地球自轉方向相統一。毫無疑問,地球表面的所有物體都沿著緯線的方向隨著地球自西向東轉動,由于這個原因,火箭在地面未發射時,就已經具有了一個向東的、和地球自轉速度相同的速度。那么,如果火箭向東發射,它就可以利用這個本來就有的速度使自身迅速加速。
這種在物體作圓周運動時,其上任意一點產生的速度,我們稱之為線速度。然而,地球表面各處的線速度是不同的,緯度越低線速度越大,極點的線速度最小,赤道的線速度最大。
這就類似于一把轉動的雨傘,傘的頂部相當于極點,而傘的邊緣就相當于赤道。雨傘轉動時,雨滴會先從傘的邊緣而不是傘的頂部飛出去,就是因為傘邊緣的線速度最大。
對于地球來說,赤道上的線速度最大,約為每秒465米。如果在赤道發射火箭,等于提前給火箭附加了一個最大的力,自然就節省了很多的燃料。我國的海南文昌衛星發射中心位于北緯19度36分,就目前來說,它已經是我國最靠近赤道的發射場。
縮減調軌燃料
另外,我們現在的運載火箭一般都用來發射地球同步軌道衛星,而地球同步軌道衛星有這樣一個特點,它們位于地球赤道的正上空。如果發射的是地球同步軌道衛星,那么在赤道發射將會使衛星一開始就具有正確的軌道傾角,直接就能進入正確的軌道平面。相反,如果是在高緯度地區發射這樣的地球同步衛星,那就要求衛星攜帶額外的推進劑,以便在太空實施空間機動,從而改變軌道平面,使最終的軌道面與赤道面重合。綜上所述,在越接近赤道的地方發射地球同步軌道衛星,越能縮減調軌燃料。
方便運輸
北京大學地空學院的焦維新教授曾說過:“大推力火箭是建造空間站的首要前提,也是人類重返月球、登陸火星的必要條件。”然而,大推力火箭的直徑都很大,對于我國內陸的3個航天發射場來說,運送大型火箭一直是個老大難的問題。當火箭直徑超過3.5米時,它就很難通過火車運輸。以“長征五號”系列運載火箭為例,它的直徑為5米,要運抵內陸的3個航天發射場相對比較困難。而文昌航天發射場位于海南靠近海岸的地方,具備良好的港口,可以進出和停泊運送大型火箭的船只。可以預見,未來我國大型火箭的發射,比如登月計劃還有火星探測器所需的火箭,都將從海南文昌航天發射場發射。
無須擔心火箭殘骸
內陸航天發射場有一個難以避免的安全隱患,就是發射火箭時,殘骸一般會墜落在發射點以東1000千米內,這就有可能會掉落到有人的地區,從而造成不必要的經濟損失甚至是人員傷亡。而文昌航天發射場的一個顯而易見的好處就是,它的東面是茫茫大海,即使有殘骸墜落,也大可不必擔心安全問題,因為它會砸中船只的可能性是微乎其微的。