

6月5日12時06分,黃海海域。隨著一聲巨響震動海天,長征十一號運載火箭冉冉升空,我國首次海上火箭發射圓滿成功!那么為什么要在海上發射火箭呢?海上發射又有什么技術難點?本栗子這就來為大家解讀——
長征十一號,是我國長征火箭家族首型也是唯一的固體運載火箭,全長近21米,重58噸,起飛推力120噸,可將500千克的有效載荷送入離地500公里的軌道。
此前,長征十一號已成功進行了6次陸上發射,技術成熟,可靠度高。這次試驗,則填補了我國在海上發射領域的空白,為我國航天器快速進入空間提供了新型發射模式。
上天為何先下海
一般來說,火箭理想的發射地點是靠近赤道的低緯度區域。因為赤道是地球上自轉線速度最高的地方,發射地點離赤道越近,就越能利用地球的自轉速度,從而節省推進劑,提高火箭的運載能力。據航天專家介紹,同一種火箭,在赤道地區發射,可比在高緯度地區提高近20%的運載能力。這樣就能搭載更重的衛星,同時降低發射成本。但赤道附近的陸地總是有限的,且有國界限制。而在公海上則沒有這些問題。這就給海上發射火箭帶來了極大優勢。
安全性是海上發射的另一大優勢。在每次發射火箭之前,都需要慎重選擇航區和落區。要清除空域,避免火箭跟民航、船舶航線沖突;火箭助推器、整流罩等分離體的實際落區要進行人員疏散,以免造成人身傷亡、財產損失。海洋面積比陸地大得多,因此火箭的航區與落區都離人口稠密區較遠,甚至還可以主動選擇完全沒有人類活動的區域進行發射,發射殘骸直接落入海中,安全更有保障。即便不幸發生爆炸,也不會造成陸上事故那么大的影響。
還有,在海上發射火箭,發射方位角不會因躲避居民區而受限制,衛星的入軌角度更多,不僅能滿足更多種使用需要,還能延長衛星的運行壽命。
海上發射的運輸條件也比陸上發射更佳。在陸上只能用火車運輸重型火箭,在海上則可以用大型貨輪,運載能力大得多。
海上發射不簡單
海上發射火箭的想法,在上世紀60年代已被提出。發射方式主要有兩種。最常用的一種,是利用改裝過的海上石油鉆井平臺發射。1964年至1988年,意大利和美國就從肯尼亞海岸的“圣馬可”固定平臺上進行過多次發射。另一種是潛射。俄羅斯曾將潛射導彈去掉彈頭,改裝成運載火箭發射衛星。但俄羅斯潛射運載火箭的次數屈指可數,有一次還失敗了。
海上發射優點多,但難題也不少。首先自然是風浪帶來的穩定性問題。所以海上發射平臺必須噸位大,穩定性好。
比如國際知名的“海洋奧德賽”發射平臺,能抵御17級大風和34米巨浪,經受得住火箭發射時的巨大噴流。“海洋奧德賽”改建自北海油田的石油鉆井平臺,有132米長,67米寬,重達3.1萬噸。支撐它的4根大圓柱,每根直徑都超過10米。平臺下方還有兩排浮筒,發射之前,浮筒會灌入大量海水,使平臺下潛,以增加穩定性。
長征十一號使用的發射平臺,則由萬噸級半潛式駁船改裝而來。其甲板長110米,寬近80米,可同時容納下火箭、各種保障車輛和設備。平臺搭建完成后,由拖船拖到預定海域進行發射。
除穩定性外,影響海上發射的重要因素還有天氣、海況、鹽霧、霉菌等,都需要完備的方案、手段去一一應對。
中國航天新征程
新的火箭發射環境——海洋,給中國航天人帶來了新的技術挑戰。
海上發射平臺穩定性再高,也不會像陸基發射臺那樣不動如山,上下起伏在所難免,因此需要采用特殊的瞄準技術,以及動態條件下的發射技術,來應對海浪波動。
還有對火箭的控制和監測。在陸基發射中,控制和監測信號均通過有線通信系統傳輸,而海射只能用無線方式傳輸。長征十一號,正是國內首個采用無線測發控技術實施發射的火箭型號。火箭的飛行安全監控,以往由地面人員進行,在本次任務中則交給了火箭自身,根據飛行情況實時自主判斷、調整。這是我國火箭首次進行自主安全控制。
最后,大洋之中補給能力有限,火箭的測試發射工作要越簡捷越好。長征十一號不僅是長征火箭家族中最小、最快的火箭,而且燃料可提前固化在箭體內,加上精簡的電氣系統和衛星快速對接等技術,從發射準備、測試到完成發射,僅要24小時甚至更短時間。這次長征十一號還首次以箭星組合體形式整體出廠,運輸和測試流程都大幅縮短,到達指定海域后隨時可進行發射。將來,一旦發生自然災害或突發事件,我們的火箭在極短時間內就能升空,執行應急通信、遙感觀測等任務。