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        海上有龍騰

        2019-11-07 09:32:52
        學(xué)苑創(chuàng)造·C版 2019年9期
        關(guān)鍵詞:落區(qū)赤道長征

        6月5日12時(shí)06分,黃海海域。隨著一聲巨響震動(dòng)海天,長征十一號(hào)運(yùn)載火箭冉冉升空,我國首次海上火箭發(fā)射圓滿成功!那么為什么要在海上發(fā)射火箭呢?海上發(fā)射又有什么技術(shù)難點(diǎn)?本栗子這就來為大家解讀——

        長征十一號(hào),是我國長征火箭家族首型也是唯一的固體運(yùn)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(hào)已成功進(jìn)行了6次陸上發(fā)射,技術(shù)成熟,可靠度高。這次試驗(yàn),則填補(bǔ)了我國在海上發(fā)射領(lǐng)域的空白,為我國航天器快速進(jìn)入空間提供了新型發(fā)射模式。

        上天為何先下海

        一般來說,火箭理想的發(fā)射地點(diǎn)是靠近赤道的低緯度區(qū)域。因?yàn)槌嗟朗堑厍蛏献赞D(zhuǎn)線速度最高的地方,發(fā)射地點(diǎn)離赤道越近,就越能利用地球的自轉(zhuǎn)速度,從而節(jié)省推進(jìn)劑,提高火箭的運(yùn)載能力。據(jù)航天專家介紹,同一種火箭,在赤道地區(qū)發(fā)射,可比在高緯度地區(qū)提高近20%的運(yùn)載能力。這樣就能搭載更重的衛(wèi)星,同時(shí)降低發(fā)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(fā)射火箭帶來了極大優(yōu)勢(shì)。

        安全性是海上發(fā)射的另一大優(yōu)勢(shì)。在每次發(fā)射火箭之前,都需要慎重選擇航區(qū)和落區(qū)。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(shí)際落區(qū)要進(jìn)行人員疏散,以免造成人身傷亡、財(cái)產(chǎn)損失。海洋面積比陸地大得多,因此火箭的航區(qū)與落區(qū)都離人口稠密區(qū)較遠(yuǎn),甚至還可以主動(dòng)選擇完全沒有人類活動(dòng)的區(qū)域進(jìn)行發(fā)射,發(fā)射殘骸直接落入海中,安全更有保障。即便不幸發(fā)生爆炸,也不會(huì)造成陸上事故那么大的影響。

        還有,在海上發(fā)射火箭,發(fā)射方位角不會(huì)因躲避居民區(qū)而受限制,衛(wèi)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(wèi)星的運(yùn)行壽命。

        海上發(fā)射的運(yùn)輸條件也比陸上發(fā)射更佳。在陸上只能用火車運(yùn)輸重型火箭,在海上則可以用大型貨輪,運(yùn)載能力大得多。

        海上發(fā)射不簡(jiǎn)單

        海上發(fā)射火箭的想法,在上世紀(jì)60年代已被提出。發(fā)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(tái)發(fā)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(tái)上進(jìn)行過多次發(fā)射。另一種是潛射。俄羅斯曾將潛射導(dǎo)彈去掉彈頭,改裝成運(yùn)載火箭發(fā)射衛(wèi)星。但俄羅斯?jié)撋溥\(yùn)載火箭的次數(shù)屈指可數(shù),有一次還失敗了。

        海上發(fā)射優(yōu)點(diǎn)多,但難題也不少。首先自然是風(fēng)浪帶來的穩(wěn)定性問題。所以海上發(fā)射平臺(tái)必須噸位大,穩(wěn)定性好。

        比如國際知名的“海洋奧德賽”發(fā)射平臺(tái),能抵御17級(jí)大風(fēng)和34米巨浪,經(jīng)受得住火箭發(fā)射時(shí)的巨大噴流?!昂Q髪W德賽”改建自北海油田的石油鉆井平臺(tái),有132米長,67米寬,重達(dá)3.1萬噸。支撐它的4根大圓柱,每根直徑都超過10米。平臺(tái)下方還有兩排浮筒,發(fā)射之前,浮筒會(huì)灌入大量海水,使平臺(tái)下潛,以增加穩(wěn)定性。

        長征十一號(hào)使用的發(fā)射平臺(tái),則由萬噸級(jí)半潛式駁船改裝而來。其甲板長110米,寬近80米,可同時(shí)容納下火箭、各種保障車輛和設(shè)備。平臺(tái)搭建完成后,由拖船拖到預(yù)定海域進(jìn)行發(fā)射。

        除穩(wěn)定性外,影響海上發(fā)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(yīng)對(duì)。

        中國航天新征程

        新的火箭發(fā)射環(huán)境——海洋,給中國航天人帶來了新的技術(shù)挑戰(zhàn)。

        海上發(fā)射平臺(tái)穩(wěn)定性再高,也不會(huì)像陸基發(fā)射臺(tái)那樣不動(dòng)如山,上下起伏在所難免,因此需要采用特殊的瞄準(zhǔn)技術(shù),以及動(dòng)態(tài)條件下的發(fā)射技術(shù),來應(yīng)對(duì)海浪波動(dòng)。

        還有對(duì)火箭的控制和監(jiān)測(cè)。在陸基發(fā)射中,控制和監(jiān)測(cè)信號(hào)均通過有線通信系統(tǒng)傳輸,而海射只能用無線方式傳輸。長征十一號(hào),正是國內(nèi)首個(gè)采用無線測(cè)發(fā)控技術(shù)實(shí)施發(fā)射的火箭型號(hào)。火箭的飛行安全監(jiān)控,以往由地面人員進(jìn)行,在本次任務(wù)中則交給了火箭自身,根據(jù)飛行情況實(shí)時(shí)自主判斷、調(diào)整。這是我國火箭首次進(jìn)行自主安全控制。

        最后,大洋之中補(bǔ)給能力有限,火箭的測(cè)試發(fā)射工作要越簡(jiǎn)捷越好。長征十一號(hào)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(nèi),加上精簡(jiǎn)的電氣系統(tǒng)和衛(wèi)星快速對(duì)接等技術(shù),從發(fā)射準(zhǔn)備、測(cè)試到完成發(fā)射,僅要24小時(shí)甚至更短時(shí)間。這次長征十一號(hào)還首次以箭星組合體形式整體出廠,運(yùn)輸和測(cè)試流程都大幅縮短,到達(dá)指定海域后隨時(shí)可進(jìn)行發(fā)射。將來,一旦發(fā)生自然災(zāi)害或突發(fā)事件,我們的火箭在極短時(shí)間內(nèi)就能升空,執(zhí)行應(yīng)急通信、遙感觀測(cè)等任務(wù)。

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