尚輝 王未 孟翔 白志富 金進(中國運載火箭技術研究院)
2020 年9 月15 日,長征十一號海射型火箭在黃海海域完成發射,將9 顆吉林一號商業衛星準確送入太陽同步軌道。這是長征十一號固體運載火箭的第10 次發射,也是繼2019 年6 月首次海上發射后, 長征十一號海射型火箭的第2 次發射,也是“長征”火箭首次開展海上商業應用發射。

( 來源:新華社)
2010 年以來,國內外市場逐步出現了一類低傾角低軌衛星的發射需求。要滿足這類發射需求,運載火箭發射點位置需處在緯度值低于目標軌道傾角的低緯度地區,否則即使小幅壓低軌道傾角,火箭燃料也將大幅消耗甚至耗盡。中國已有運載火箭型號均從四大陸上發射場發射,對應發射點緯度均大于19°。如何高效滿足傾角19°以下、尤其是接近0°赤道面的低傾角低軌衛星的發射需求,成為中國發射服務業需要面對的新問題。
通過海上發射方式,使運載火箭打破發射場緯度的束縛,在廣闊海域自由選擇發射位置,這可作為中國航天高效開展的低傾角低軌中小衛星發射服務的一個突破口。
2015 年9 月,首飛的長征十一號運載火箭具有適用于中小型低軌衛星的運載能力,同時具有發射排期快、發射場操作時間短等優勢。中國航天基于該型火箭推出了針對微小衛星的發射服務,并推向國內外商業發射服務市場,將多顆國內外微小衛星準確送入軌道,得到了國內外航天界的廣泛認可。
在此基礎上,中國航天將長征十一號運載火箭的機動發射能力好、發射環境適應能力強、發射保障要求較低等特點與海上發射模式相結合,完成了長征十一號海射型火箭的研制,于2019 年6 月5 日,在黃海海域開展了“一箭七星”海上發射任務,成功完成了中國首次海上發射,填補了我國運載火箭海上發射空白。
隨后,在長光衛星有限公司等商業客戶的認可與支持下,長征十一號海射型火箭進入商業發射服務市場,開始承接商業發射任務。同時,進一步改進與完善,采用動力船舶平臺作為發射平臺,并開展了山東母港配套基礎設施建設。此次海上發射使之正式投入商業運營。
以長征十一號海射型火箭為代表,“長征”火箭的海上發射能力將提升中國航天在全球航天市場的競爭力。
1)通過海上發射,中國航天突破了發射場緯度限制,具備了在低緯度發射點高效地開展低傾角低軌發射服務的能力,擴充了發射服務市場領域,并可通過將運載火箭與衛星組合,面向占全球人口50%以上生活在低緯度地區的廣大人民,提供集中、高效的衛星應用服務。
2)通過利用廣大海域開展發射,以一型運載火箭兼容從赤道軌道到極地軌道的多種任務,充分利用地球自轉線速度使火箭運載能力最大化,并且大幅提高了火箭任務適應性,提升了發射服務的性能、經濟性和靈活性。

海上發射平臺(來源:央視)
3)海上發射可以通過優選發射點,將火箭飛行路線經過的航區及殘骸落區安排在海洋、沙漠等人跡罕至的區域,提高執行發射任務過程中的航區、落區安全性,減少發射任務對生產、生活的影響,降低發射任務期間的三方風險及對應的保險采購成本。
海上發射使“長征”火箭國際商業發射服務項目的履約發射不再局限于中國境內,有望實現全球發射服務。
實現全球發射服務新模式,針對境內難以高效完成的低緯度低軌衛星發射任務、或者在低緯度地區有明顯優勢的通信衛星等低傾角發射,“長征”火箭可以通過赴低緯度海域(如國際公海、合作國領海等海域)完成發射。
更重要的是,通過海上發射實現“長征”火箭的全球發射服務新模式,運載火箭及發射系統(發射船舶平臺)可機動到用戶國家(領海及鄰近海域)完成發射,實現“送發射服務上門”的新發射服務模式。
地球表面約70%的區域被海洋覆蓋,從低到高的各種緯度均有海域分布,除少數內陸國以外,世界上多數國家均有海岸線。海上發射提供了一條途徑,使得多數國家有潛力通過“送發射服務上門”這種新模式享受國際商業發射服務。與傳統商業發射服務相比,這種方式能夠讓用戶在本國見證自己衛星的發射,更深入地參與和見證發射過程,使發射項目的社會影響力大幅提高。
在發射服務履約過程中,用戶也更容易利用本國資源以多種方式參與到發射過程中,如為發射船提供補給、靠泊、參與發射跟蹤等。對于待發射衛星就在用戶國家或其附近完成總裝測試的情況,還可嘗試直接在用戶國港口完成衛星上船、星箭對接的模式,省去衛星的長距離運輸成本,減小了周期與風險,簡化出入境等手續。用戶深度參與履約發射,為更多樣的航天國際合作提供條件。

即將發射的長征十一號海射型火箭(來源:中國航天科技集團)
長征十一號海射型火箭正式投入商業運營,開啟了“長征”火箭海上商業發射服務??蒲腥藛T將積極開拓國際市場,爭取早日實現“長征”火箭全球發射服務,使“長征”火箭以更靈活的方式,助更多用戶把太空“天塹變通途”,使更多國家的用戶享受航天產業帶來的福祉。