中國海上航天發射常態化：提升發射效率掌握獨特優勢
本報特約記者 晨 陽 本報記者 馬 俊
9月15日上午9時23分，中國長征十一號運載火箭從位於黃海海域的“德渤3號”動力船上騰空而起，順利將9顆“吉林一號”高分03-1組衞星送入預定軌道。這是長征十一火箭的首次海上商業化應用性發射，它不但進一步驗證了海上發射的可靠性，也標誌着中國海上發射常態化時代的到來。
再創多個“首次”
據航天科技集團運載火箭技術研究院長征十一號運載火箭副總指揮金鑫介紹，此次任務是長征十一號火箭連續10次高精度入軌，也是長征十一號火箭執行的第二次海上發射任務和首次海上商業化應用發射。“此次發射任務是一次真正意義上的海上商業化應用發射，不僅一次性將9顆吉林一號衞星送入太陽同步軌道，而且進一步優化海上發射技術流程，提升了海上發射技術的安全性和可靠性，為未來實現海上發射常態化、高頻次奠定了基礎。”
在談及此次發射任務與第一次海上發射有何不同時，長征十一號火箭總設計師彭昆雅説，執行此次任務的火箭是直接在東方航天港完成火箭總裝測試和星箭對接後，由“德渤3號”從海陽港運輸至黃海預定海域實施發射，徹底打破以往火箭生產與發射場分離的格局，減少了分解和總裝次數及長距離鐵路運輸環節，首次實現火箭總裝測試發射一體化，大幅縮短髮射鏈條，提高發射效率和效益。
此外，與第一次海上發射使用的“泰瑞”號駁船相比，這次以“德渤3號”動力船作為發射平台，自主航行至該區域。據介紹，國內與“德渤3號”類似的船隻有多艘，可根據發射計劃靈活選用，不會受某艘具體船隻檔期的限制，而且它自身有動力，行駛速度更快，可快速運抵發射海域實施發射，發射效率更高。
彭昆雅還介紹説，這也是長征十一號首次在海上實施太陽同步軌道的海上發射。“太陽同步軌道的發射射向固定，海上發射選擇的發射海域和發射點一旦得到驗證，後續可以固化下來。由於太陽同步軌道的發射任務比較頻繁，且陸地發射殘骸落區選擇越來越困難，海上發射的成功實施將突顯軌道適應性更強這一優勢。”
在此期間還發生了一個小插曲。台灣《聯合報》15日稱，微博14日流傳的長征十一號火箭海上發射示意圖顯示，火箭從黃海發射後，自北向南穿越台灣本島上空，向南海上空飛去。由於發佈這張軌跡圖的微博賬號還特地標註火箭‘從中國台灣島上空飛過’，竟被島內綠媒小題大做地稱為“極具挑釁的舉動”。
海上發射有三大優勢
中國已經建有四大陸地航天發射場，為何還要大力發展海上航天發射呢？據專家介紹，海上發射首先為提高火箭運載能力提供了可行條件。航天發射的理想地點是靠近赤道附近的低緯度區域，這樣能最大限度地利用地球自轉速度，節省推進劑消耗量，從而提高火箭的運載能力。同等起飛規模的運載火箭在赤道附近發射可以具有更高的運載能力，運載效率提升的同時也可以降低單位質量有效載荷發射成本。受地理位置限制，海南文昌發射場已經是中國緯度最低的陸地航天發射場，而海上發射則不受此限制，可以由發射平台將火箭送到赤道附近發射。
其次，海上發射有利於運載火箭執行特殊軌道發射任務。如今小傾角衞星可以實現對某一地區的高頻次重訪，有利於數據獲取，因此需求量越來越多。如果火箭從赤道附近發射，可以避免衞星軌道傾角變化消耗能量，既能提高火箭執行該類任務的運載能力，也可以有效地提高衞星在軌壽命。
第三，海上發射將大幅提高火箭發射安全性。對內陸發射而言，落區安全是發射任務設計中必須考慮的重要因素。每次發射時，需要對火箭助推器、一級和整流罩等分離體的實際落區進行人口疏散，費時費力。對海上發射而言，由於遠離人口稠密地區，火箭落區可選擇範圍很大，對火箭而言發射軌道設計更加方便，同時落區安全性也可以大幅提升。
海上發射難點何在
據介紹，國外海上航天發射已經有50多年曆史，但總體而言，發射規模並不大。這是因為海上發射對火箭和發射平台都有特殊要求。如果選用固體運載火箭，具有操作使用方便等優勢，但運載能力相對受限；如果選用液體運載火箭，發射適應性更強，但是操作使用必然複雜。對發射平台而言，則要求發射平台噸位大、穩定性好，能適應火箭發射環境。
其次，在海上發射過程中，運載火箭需要承受海洋運輸環境、自然環境、海況影響，尤其是鹽霧、黴菌等具有海洋特點的自然環境會直接影響運載火箭設備選型和試驗條件制定。
第三，運載火箭在陸地發射場地面垂直髮射，瞄準點及大地方位均可以提前測得。對於運載火箭的海上發射，需要開展長時間航向保持、動態方位傳遞等動基座瞄準技術研究及試驗驗證。
最後，火箭搭載於海上發射平台，為了保障平台上火箭及人員安全，在組織發射過程中，要研究解決火箭運輸、起豎、對接、加註當中的自動化問題，優化測試發射程序，實現無人值守發射。
目前長征十一火箭研製團隊正在依託海上發射方式研製更大噸位的系列固體運載火箭，覆蓋1噸至5噸的太陽同步軌道發射能力。屆時將形成陸海通用的固體運載火箭系列，滿足不同衞星用户的發射需求，同時研製隊伍正在論證多功能海上發射平台，可以保障遠海海域發射，預計在2021年開赴低緯度地區實施低傾角海上發射。▲