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海天一箭 看點幾何

2019-6-6 11:06:20 來源:新華社、中國科協微信公眾號“科普中國”

        6月5日12時6分,我國在黃海海域用長征十一號海射運載火箭,將技術試驗衛星捕風一號A/B星及五顆商業衛星順利送入預定軌道,試驗取得成功,這是我國首次在海上實施運載火箭發射技術試驗。


  為什么此次要在海上發射長征十一號運載火箭?又有何技術難點呢?記者梳理了我國火箭首次“下海”需要清楚的若干問題。

 

 
  6月5日12時6分,我國在黃海海域用長征十一號海射運載火箭,成功完成了“一箭七星”海上發射技術試驗。新華社發

  
  為什么選擇海上發射?

  完美解決落區問題!由于火箭在飛行過程中會多次進行艙段的分離,上世紀六七十年代建立的內陸火箭發射場周邊的火箭殘骸落區不再是絕對的無人區。因此在設計火箭的飛行軌跡時,寧可犧牲運載能力也要盡量避開村鎮。同時,在每次發射任務之前,還要將落區內百姓疏散到安全地帶,保障人員安全。采取海上發射,靈活選擇發射點,航落區(航區和殘骸落區)大多為公海,有效解決航落區安全性問題。

  赤道發射不是夢!在臨近赤道的地方發射衛星,不僅能節省衛星調姿變軌的燃料,還會最大限度地利用地球自轉的力量,為火箭省力,進一步提高火箭的運載能力,有效降低火箭發射和衛星運營成本。

  我國目前緯度最低的發射場是位于北緯19度左右的文昌航天發射場,而一旦衛星的設計發射傾角小于19度,甚至到零度,將在發射入軌過程中損耗大量能量,進而降低衛星壽命。而海上發射,就能夠自由選擇火箭發射的緯度,讓在零緯度的赤道發射不再是夢!


  海上發射很難嗎?


  海上發射好處多,難度也大。中國航天科技集團一院長十一火箭副總設計師管洪仁介紹,本次任務具有技術新、環境新、流程新、模式新特點,成功的背后離不開技術能力和管理能力的提升。

  管洪仁說,相比陸基發射臺,起伏波動的海上平臺給發射帶來了新的技術考驗,為此任務團隊采用了一種特殊的瞄準技術和動態條件下的發射技術,來應對發射新環境。

  在常規發射任務中,火箭的控制和監測信號通過有線通信系統傳輸,而在海射任務中,只能通過無線傳輸形式來實現,因此長征十一號運載火箭也成為國內首枚采用無線測發控技術實施發射的火箭。


  海射“首秀”乘客都有誰?


  長十一海上首秀,搭載了7個有效載荷,它們是:捕風一號A/B 衛星、中電網通一號A/B衛星、吉林一號高分03A衛星、天啟三號衛星和瀟湘一號04星。

  其中,捕風一號A/B衛星主要用于臺風等極端天氣監測,可準確測量海面風場,實現精準預報臺風。目前已有的氣象監測手段多為探測高層風,其它微波探測方式也難以在任意氣象條件下獲取海面風場。

  中電網通一號A星、B星是我國“天地一體化信息網絡”的首發試驗星,將完成通信組網、星間測量、導航增強、對地遙感等多功能綜合測試。


  為何選擇“長十一”?
 

  這要從“長十一”的特性說起。長征十一號火箭,是我國長征系列火箭中唯一使用固體燃料作為推進劑的火箭。

  固體燃料就意味著燃料可以提前填充好,并且長期貯存。海上發射前,只要把火箭起豎起來,進行地面電纜的連接就可以了。

  此外,長征十一號全長近21米,箭體直徑2米,長度幾乎只有其他火箭的一半。當然了,個子小也有個子小的優勢,它就可以更加靈活快捷地進行運輸和發射。據新華社電、中國科協微信公眾號“科普中國”


  延伸
  他們試過海上發射

  
  國際上上一次進行海上發射,還是在2014年。由俄羅斯、美國、烏克蘭、挪威等國共同出資成立的海上發射公司,1995年成立,期間經過多次重組,自首飛開始至2014年,共執行36次發射任務。

  因此,盡管此前已有先例,但是近五年的時間里,海上發射一直無人問津。“長十一”這一次的海上首秀,實現了“航天+海工”的技術融合,為我國后續大規模的海上發射奠定了基礎。


  海上射火箭需分三步走

  
  1要有一枚火箭一個海上發射平臺。對發射平臺而言,要求發射平臺噸位大、穩定性好,能夠適應火箭發射環境。

  2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,自然環境會直接影響運載火箭設備選型和試驗條件制定。

  3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。最后,要研究解決火箭運輸、起豎、對接、加注當中的自動化問題。
 

 
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