美、俄、歐航天發(fā)射場(chǎng)運(yùn)營模式分析

梁唐 李亞楠（中國航天科技集團(tuán)有限公司）

目前，世界上共有20余個(gè)具有軌道發(fā)射能力的軌道發(fā)射場(chǎng)，其中絕大部分在美國、俄羅斯、中國和歐洲，這些現(xiàn)役發(fā)射場(chǎng)大多數(shù)為國家所有的公共設(shè)施，僅有藍(lán)色起源公司（Blue Origin）和火箭實(shí)驗(yàn)室公司（Rocket Lab）等私營公司建立了私有發(fā)射場(chǎng)，政府擁有的發(fā)射場(chǎng)多隸屬于軍隊(duì)或航天局等機(jī)構(gòu)，還存在發(fā)射場(chǎng)工位租賃給私營公司運(yùn)營的情況。

1 美國發(fā)射場(chǎng)情況

基本情況

美國擁有世界上最多的發(fā)射場(chǎng)，目前現(xiàn)役發(fā)射場(chǎng)共14個(gè)，在建發(fā)射場(chǎng)共4個(gè)。這些發(fā)射場(chǎng)絕大多數(shù)屬于政府公共設(shè)施，只有藍(lán)色起源公司和太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的發(fā)射場(chǎng)屬于私有公司。并且，現(xiàn)役發(fā)射場(chǎng)中只有5個(gè)可以進(jìn)行軌道發(fā)射，其他發(fā)射場(chǎng)只能進(jìn)行亞軌道發(fā)射，主要用于發(fā)射探空火箭。美國絕大多數(shù)軌道發(fā)射任務(wù)都在卡納維拉爾角空軍基地（CCAFS）和范登堡空軍基地（VAF）進(jìn)行。

主要發(fā)射場(chǎng)運(yùn)營模式

美國目前擁有3個(gè)現(xiàn)役軌道發(fā)射場(chǎng)，分別為卡納維拉爾角航天發(fā)射場(chǎng)（包括卡納維拉爾角空軍基地和肯尼迪航天中心（KSC），其中39A和39B發(fā)射臺(tái)屬于肯尼迪航天中心），范登堡空軍基地和太平洋航天發(fā)射場(chǎng)—阿拉斯加。美國絕大多數(shù)軌道發(fā)射任務(wù)都在卡納維拉爾角航天發(fā)射場(chǎng)和范登堡空軍基地進(jìn)行。

（1）政府運(yùn)營

1）美國空軍運(yùn)營

美國現(xiàn)役和在建發(fā)射場(chǎng)信息

卡納維拉爾角空軍基地隸屬于美國空軍航天司令部下屬第45航天聯(lián)隊(duì)，范登堡空軍基地隸屬于美國空軍航天司令部下屬第30航天聯(lián)隊(duì)，發(fā)射設(shè)施以及測(cè)控均由軍方管理。

卡納維拉爾角空軍基地于1990年從空軍系統(tǒng)司令部轉(zhuǎn)隸到空軍航天司令部，1991年第45太空聯(lián)隊(duì)成立，負(fù)責(zé)東靶場(chǎng)的運(yùn)營和管理。東靶場(chǎng)是美國進(jìn)行同步軌道和星際空間任務(wù)的主要航天發(fā)射場(chǎng)，發(fā)射中低傾角（有時(shí)也為高傾角）航天器進(jìn)入中/低軌道或地球同步軌道。東靶場(chǎng)主要任務(wù)是國防部、陸、海、空三軍的軍事航天發(fā)射，還承擔(dān)了美國政府部門、美國國家航空航天局（NASA）等的空間探測(cè)任務(wù)，此外就是本國和國外的商業(yè)航天發(fā)射任務(wù)。東靶場(chǎng)也為其他航天發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行的航天發(fā)射提供支持，如肯尼迪航天中心、沃洛普斯飛行中心甚至是歐洲航天局（ESA）圭亞那庫魯航天中心進(jìn)行的“阿里安”（Ariane）火箭發(fā)射。自1950年以來，在東靶場(chǎng)共建造了47個(gè)發(fā)射綜合設(shè)施（其中LC-39發(fā)射綜合設(shè)施歸NASA肯尼迪航天中心管理，用于載人航天發(fā)射）。這些設(shè)施沿著卡納維拉爾角空軍基地大西洋海岸分布，目前只有少數(shù)幾個(gè)是在用的，包括LC-17、LC-37、LC-40、LC-41、LC-46、LC-47。其中，LC-17用于發(fā)射德爾他-2（Delta-2）火箭，LC-37和LC-41分別用于發(fā)射“改進(jìn)型一次性運(yùn)載火箭”（EELV）計(jì)劃的德爾他-4和宇宙神-5（Atlas-5）系列火箭。這兩個(gè)發(fā)射綜合設(shè)施是美國目前發(fā)射任務(wù)最頻繁的發(fā)射設(shè)施。LC-47用于發(fā)射氣象探空火箭，LC-46由佛羅里達(dá)航天港管理局使用，LC-40用于發(fā)射SpaceX公司的獵鷹-9（Falcon-9）運(yùn)載火箭。

范登堡空軍基地歸屬空軍航天司令部第30航天聯(lián)隊(duì)運(yùn)營和管理。西靶場(chǎng)的主要靶場(chǎng)設(shè)施包括范登堡空軍基地沿海的眾多發(fā)射綜合設(shè)施，以及皮勒角空軍站、安德森峰、特蘭克威利峰、圣伊內(nèi)斯峰、夏威夷島站以及范登堡空軍基地內(nèi)的跟蹤測(cè)量站。此外，還有用于支援航天發(fā)射和導(dǎo)彈試驗(yàn)的組裝測(cè)試、指揮控制、通信、氣象以及其他各種支援與保障的設(shè)施，這些設(shè)施大多設(shè)在范登堡空軍基地。范登堡空軍基地作為西靶場(chǎng)的發(fā)射首區(qū)，在其沿海有眾多的發(fā)射綜合設(shè)施。靶場(chǎng)南部的航天發(fā)射設(shè)施中，早期的多數(shù)設(shè)施已經(jīng)退役拆除，現(xiàn)在在用的主要有SLC-2E/2W，SLC-3E/3W，SLC-4E/4W，SLC-6和SLC-10W等，主要用于發(fā)射“雷神”（Raytheon）、“宇宙神”、“大力神”（Titan）和“德爾他”系列運(yùn)載火箭，其中SLC-3E和SLC-6分別作為宇宙神-5和德爾他-4的發(fā)射場(chǎng)。

2）NASA運(yùn)營

NASA負(fù)責(zé)運(yùn)營的發(fā)射場(chǎng)包括肯尼迪航天中心和瓦羅普斯飛行研究所。其中，肯尼迪航天中心僅包含卡納維拉爾角航天發(fā)射場(chǎng)的LC-39發(fā)射臺(tái)以及配套設(shè)施，由NASA在此新建、所有并管理，美國空軍負(fù)責(zé)卡納維拉爾角航天發(fā)射場(chǎng)的所有發(fā)射測(cè)控，肯尼迪航天中心的測(cè)控由美空軍提供服務(wù)。航天飛機(jī)退役以后，肯尼迪航天中心暫停了載人航天任務(wù)的發(fā)射工作，直到2017年再次啟用LC-39發(fā)射臺(tái)。

（2）商業(yè)租賃

美國的發(fā)射服務(wù)公司均使用卡納維拉爾角空軍基地以及范登堡空軍基地兩個(gè)發(fā)射場(chǎng)的設(shè)施和服務(wù)，其中火箭測(cè)試主要由火箭承包商負(fù)責(zé)，發(fā)射場(chǎng)操作和測(cè)控通過與NASA及美國軍方簽署長期發(fā)射場(chǎng)設(shè)施租賃和測(cè)控服務(wù)合同實(shí)現(xiàn)。美國軍方免費(fèi)或以直接成本價(jià)為民用發(fā)射任務(wù)提供發(fā)射測(cè)控以及后勤保障等服務(wù)。

NASA和軍方以較為低廉的價(jià)格將位于范登堡和肯尼迪航天中心的發(fā)射工位出租給SpaceX公司進(jìn)行發(fā)射。例如，獵鷹-9、“獵鷹重型”火箭發(fā)射的LC-39A工位是在土星-5（Saturn-5）的發(fā)射工位上簡單改造而成的，租賃能夠?yàn)镾paceX公司節(jié)省大量的研制和建設(shè)經(jīng)費(fèi)。

此外NASA還提供了研發(fā)設(shè)備與試驗(yàn)場(chǎng)地。SpaceX公司的多項(xiàng)研制試驗(yàn)得到了以NASA為代表的政府的大力支持，其以非常低廉的價(jià)格租賃整流罩分離試驗(yàn)所需要的真空分離試驗(yàn)室。此外，NASA允許SpaceX公司使用測(cè)試臺(tái)開展熱試車試驗(yàn)。

SpaceX公司從NASA租賃了LC-39A發(fā)射工位，從空軍租賃了SLC-40、SLC-13（后改造為LZ-1和LZ-2）、SLC-4E發(fā)射工位，并建設(shè)了商用的博卡奇卡發(fā)射場(chǎng)（Boca Chica）和火箭開發(fā)與測(cè)試設(shè)施。

從發(fā)射工位的管理角度看，SpaceX公司需要與NASA和美國軍方協(xié)商明確的使用方式，并簽訂租賃合同，使用過程中需要符合各項(xiàng)管理規(guī)定并接受相關(guān)單位的評(píng)審；具體任務(wù)中，SpaceX公司在合規(guī)的情況下具有一定的管理自主權(quán)。

2 俄羅斯發(fā)射場(chǎng)情況

基本情況

俄羅斯擁有現(xiàn)役發(fā)射場(chǎng)4個(gè)。所有發(fā)射場(chǎng)都屬于政府公共設(shè)施，并且均能進(jìn)行軌道發(fā)射。除了本國擁有的發(fā)射場(chǎng)以外，俄羅斯還長期租用哈薩克斯坦共和國境內(nèi)的拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)。目前，俄羅斯大多數(shù)航天發(fā)射由拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)完成。

主要發(fā)射場(chǎng)運(yùn)營模式

俄羅斯大多數(shù)的航天任務(wù)是從拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，并正在建設(shè)新的東方航天發(fā)射場(chǎng)，以降低對(duì)拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)的依賴，未來東方航天發(fā)射場(chǎng)將作為俄羅斯航天的主要發(fā)射場(chǎng)。

（1）政府租賃

根據(jù)目前的情況，拜科努爾發(fā)射場(chǎng)的維護(hù)和修復(fù)工作一直由俄羅斯方面負(fù)責(zé)，但在最新的協(xié)議中，哈薩克斯坦方面已經(jīng)表示要對(duì)發(fā)射場(chǎng)的建設(shè)和維護(hù)出資。根據(jù)俄羅斯與哈薩克斯坦的協(xié)議，俄羅斯每年為使用哈薩克斯坦發(fā)射場(chǎng)向哈薩克斯坦支付1.15億美元，其中有5000萬美元的現(xiàn)金，6500萬美元的物品和服務(wù)，租用期至2050年。根據(jù)過去的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，每年在哈薩克斯坦發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行的發(fā)射均在10次以上，因此，每次發(fā)射俄羅斯支付給發(fā)射場(chǎng)不超過1000萬美元。1998年以后拜科努爾發(fā)射場(chǎng)由純軍方控制轉(zhuǎn)變?yōu)槎砹_斯航天局和俄羅斯航天部隊(duì)共同控制，其中大部分設(shè)施由俄羅斯航天局控制，只有一小部分設(shè)施如常規(guī)支持設(shè)施、測(cè)控站等由軍方控制，俄羅斯航天局支付軍方為民用發(fā)射提供服務(wù)的人工費(fèi)用。

（2）政府運(yùn)營

東方航天發(fā)射場(chǎng)是俄羅斯正在建設(shè)的一個(gè)新的發(fā)射基地。2017年，俄羅斯出臺(tái)《2017-2025年航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)展規(guī)劃》，旨在發(fā)展東方航天發(fā)射場(chǎng)、拜科努爾發(fā)射場(chǎng)和普列謝茨克航天發(fā)射場(chǎng)。其中，東方航天發(fā)射場(chǎng)是俄羅斯當(dāng)代首座民用航天發(fā)射場(chǎng)，目前已完成一期建設(shè)，正在進(jìn)行二期建設(shè)，其中包括修建運(yùn)載火箭發(fā)射設(shè)施，項(xiàng)目計(jì)劃于2022年12月竣工。由于建設(shè)過程中遭遇諸多困難，發(fā)射場(chǎng)建設(shè)工期被嚴(yán)重耽誤，原定于2015年底在該發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行的首次發(fā)射也因此推遲。此外，由于受政府撥款減少、工期延誤等因素影響，原定于2018年完成的東方航天發(fā)射場(chǎng)首次載人飛行也已推遲至2025年。俄羅斯總統(tǒng)普京于2019年指示，必須按時(shí)完成東方航天發(fā)射場(chǎng)建設(shè)，并于2028年如期在該發(fā)射場(chǎng)發(fā)射超重型運(yùn)載火箭。

3 歐洲發(fā)射場(chǎng)情況

基本情況

歐洲擁有現(xiàn)役航天發(fā)射場(chǎng)3個(gè)，均屬于政府公共設(shè)施，其中法屬圭亞那庫魯航天中心（GSC）是唯一擁有軌道發(fā)射能力的發(fā)射場(chǎng)。

歐洲現(xiàn)役發(fā)射場(chǎng)信息

主要發(fā)射場(chǎng)運(yùn)營模式

位于法屬圭亞那的歐洲唯一的航天發(fā)射中心庫魯航天中心為法國政府所有，由法國宇航局負(fù)責(zé)日常管理。歐洲航天局接手“阿里安”火箭之后，承擔(dān)起建設(shè)火箭發(fā)射地面基礎(chǔ)設(shè)施的職責(zé)。到目前為止，歐洲航天局共為興建庫魯航天中心有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施投資約20億歐元。歐洲航天局還擁有完善的測(cè)控網(wǎng)，為火箭發(fā)射提供測(cè)控支持。歐洲航天局通過簽署合同委托法國宇航局承擔(dān)庫魯航天中心和測(cè)控網(wǎng)的建設(shè)及運(yùn)營。按照約定，有關(guān)庫魯航天中心的固定設(shè)施改造經(jīng)費(fèi)，由歐洲航天局承擔(dān)三分之二，法國宇航局承擔(dān)三分之一。

阿里安空間公司完全是按規(guī)范的股份制公司組建的，參與“阿里安”火箭項(xiàng)目的歐洲各國的主要企業(yè)大多被吸收入股。歐洲航天局雖然沒有直接入股阿里安航天公司，但委托法國宇航局成為阿里安空間公司的最大股東。目前，歐洲的航天工業(yè)正在為應(yīng)對(duì)美國SpaceX公司改組阿里安航天公司的股權(quán)結(jié)構(gòu)，新成立的空客-賽峰火箭公司有望控制阿里安航天公司70%以上的股份。

空客-賽峰火箭公司與阿里安空間公司簽署合同成為“阿里安”火箭生產(chǎn)的總承包商，還與其他歐洲航天公司簽署分承包合同，負(fù)責(zé)在庫魯航天中心交付標(biāo)準(zhǔn)的“阿里安”火箭。阿里安空間公司負(fù)責(zé)火箭在發(fā)射場(chǎng)的測(cè)試，還與法國宇航局就使用庫魯發(fā)射場(chǎng)和提供發(fā)射測(cè)控服務(wù)簽署合同，承擔(dān)發(fā)射任務(wù)直接發(fā)生的費(fèi)用。

4 結(jié)論

航天發(fā)射場(chǎng)必須首先滿足軍事需求

航天發(fā)射場(chǎng)大都是從軍方的導(dǎo)彈試驗(yàn)靶場(chǎng)起家的，美國和俄羅斯的主要航天發(fā)射場(chǎng)目前仍然承擔(dān)著導(dǎo)彈試驗(yàn)任務(wù)。從發(fā)射第一顆衛(wèi)星起，航天發(fā)射場(chǎng)的軍事化特征一直很明顯。雖然目前商業(yè)航天發(fā)射在航天發(fā)射中所占比重有所增加，但軍用發(fā)射始終具有優(yōu)先權(quán)。

軍民商管理體制共存，商業(yè)化步伐加快

世界上的航天發(fā)射場(chǎng)呈現(xiàn)軍用、民用、商業(yè)多種形式并存的局面，管理模式也日益多樣化。俄羅斯航天發(fā)射場(chǎng)軍事化管理色彩最濃，歐洲庫魯航天發(fā)射場(chǎng)由歐洲航天局支持，完全商業(yè)化運(yùn)營。美國航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)展最為充分，各種形式發(fā)射場(chǎng)都有，各種管理模式都有，最具代表性。

發(fā)射場(chǎng)正由政府主導(dǎo)使用向日益增多的商業(yè)發(fā)射轉(zhuǎn)變，越來越多發(fā)射服務(wù)商開始投資商業(yè)航天運(yùn)輸業(yè)，提供商業(yè)發(fā)射服務(wù)；出現(xiàn)了軍、民、商航天發(fā)射場(chǎng)共存的局面；商業(yè)化運(yùn)作甚至滲透到軍用航天發(fā)射場(chǎng)。

發(fā)射場(chǎng)正在進(jìn)行持續(xù)的現(xiàn)代化改造

新型運(yùn)載火箭系列化、組合化、無毒無污染等發(fā)展特點(diǎn)，促使發(fā)射場(chǎng)不斷地進(jìn)行現(xiàn)代化改造。重點(diǎn)是采用先進(jìn)的發(fā)射流程，提高標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化程度，以降低成本，縮短發(fā)射周期，提高發(fā)射能力，增強(qiáng)安全性和可靠性。世界各國都在為發(fā)射場(chǎng)的現(xiàn)代化努力，制訂或?qū)嵤┝烁髯缘陌l(fā)射場(chǎng)現(xiàn)化化計(jì)劃。