□文/席金合

2020年9月15日9時(shí)23分，黃海海域，隨著指揮員一聲“發(fā)射”口令，“長征十一號(hào)”運(yùn)載火箭從“德渤三號(hào)”動(dòng)力船上騰空而起，尾端拖著長長濃霧直沖云霄，采用“一箭九星”的方式，成功地將“吉林一號(hào)”高分03組衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。這是我國第一次海上商業(yè)化應(yīng)用性發(fā)射，標(biāo)志著我國海上衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)入常態(tài)化時(shí)代。

從此，中國進(jìn)入太空的發(fā)射模式將更加多元、更為便捷。

海上發(fā)射現(xiàn)場圖 供圖/人民視覺

威名赫赫的“快響利箭”

“長征十一號(hào)”運(yùn)載火箭長20.8米，最大直徑2米，總質(zhì)量約58噸，起飛推力120噸，可將500千克的衛(wèi)星送入500千米外的太空。它曾創(chuàng)下多個(gè)第一：第一次小時(shí)級(jí)發(fā)射，第一次機(jī)動(dòng)發(fā)射，第一次無依托發(fā)射，第一次在復(fù)雜環(huán)境發(fā)射，第一次適合小衛(wèi)星快速發(fā)射……首飛5年來，它取得十戰(zhàn)十捷的佳績，實(shí)現(xiàn)了10次高精度入軌、10次質(zhì)量零問題、10次零窗口準(zhǔn)時(shí)發(fā)射，創(chuàng)造了新一代運(yùn)載火箭的發(fā)射紀(jì)錄。

作為我國唯一一款陸海通用發(fā)射的固體運(yùn)載火箭，“長征十一號(hào)”運(yùn)載火箭可以使用3種發(fā)射模式執(zhí)行任務(wù)，充分體現(xiàn)了靈活機(jī)動(dòng)的優(yōu)勢。2015年9月25日，“長征十一號(hào)”運(yùn)載火箭首飛成功，成為我國第一型四級(jí)固體運(yùn)載火箭，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)載火箭的架式發(fā)射。2019年6月5日，“長征十一號(hào)”運(yùn)載火箭海上發(fā)射成功，填補(bǔ)了我國運(yùn)載火箭海上發(fā)射的空白。2020年5月30日，“長征十一號(hào)”運(yùn)載火箭遙八任務(wù)發(fā)射成功，首次采用全新信息化發(fā)射平臺(tái)，首次采用2米直徑整流罩，首次在西昌衛(wèi)星中心實(shí)施發(fā)射任務(wù)。

由此可見，“長征十一號(hào)”運(yùn)載火箭可在復(fù)雜環(huán)境中，無依托隔小時(shí)發(fā)射，若情況緊急，可在民用船舶上起飛。由于使用了導(dǎo)彈的發(fā)動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)速度比傳統(tǒng)火箭快好幾倍，所以它能在短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)命令，立刻執(zhí)行任務(wù)，被譽(yù)為長征家族的“快響利箭”。

“長征十一號(hào)”海上發(fā)射示意圖 供圖/人民視覺

獨(dú)門絕技是“一箭多星”

“一箭多星”是“長征十一號(hào)”運(yùn)載火箭的獨(dú)門絕技，它先后發(fā)射10次，已將51顆衛(wèi)星成功送入預(yù)定軌道。

這次發(fā)射的衛(wèi)星，包括3顆高分03C視頻衛(wèi)星和6顆高分03B推掃衛(wèi)星。當(dāng)飛到一定高度后，它們會(huì)排著隊(duì)依次進(jìn)入太陽同步軌道，與在軌的“吉林一號(hào)”衛(wèi)星一起，組成覆蓋面極廣的觀測網(wǎng)絡(luò)，為林業(yè)、農(nóng)業(yè)、草原、海洋、資源、環(huán)境等行業(yè)用戶提供豐富的遙感數(shù)據(jù)和地面服務(wù)。

衛(wèi)星在太陽同步軌道上運(yùn)行，每次經(jīng)過某地上空，太陽總是掛在天空相同位置，好像衛(wèi)星隨著太陽同步跟進(jìn)一樣。這種情況下，衛(wèi)星對(duì)地面?zhèn)刹?、氣象觀測和資源勘探等作業(yè)十分有利。因?yàn)槊看蔚墓庹諚l件固定，拍攝和觀測的結(jié)果便于相互比較，能獲得準(zhǔn)確可靠的資料，并發(fā)送到地面接收站，通過分析研究，轉(zhuǎn)化成有用信息。由此，我們可知道自己家鄉(xiāng)的森林覆蓋面多大、最近是否下雨、火災(zāi)泛濫或水災(zāi)蔓延程度等，以便及時(shí)應(yīng)對(duì)。

“長征十一號(hào)”運(yùn)載火箭副總指揮金鑫倍感自豪地說：“一箭九星，是火箭和衛(wèi)星協(xié)同設(shè)計(jì)的結(jié)果?！碑?dāng)初的設(shè)計(jì)方案是“一箭八星”，后來為提高發(fā)射效能，研制團(tuán)隊(duì)刻苦攻關(guān)，大大提高了火箭運(yùn)載能力。最終通過一次性發(fā)射，將9顆衛(wèi)星布置在535千米外的軌道，實(shí)現(xiàn)了“打得出、布得下、分得開”的發(fā)射目標(biāo)。

要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，給火箭“瘦身”很關(guān)鍵。于是，研制團(tuán)隊(duì)將衛(wèi)星支架由鋁合金改為復(fù)合材料，在保證強(qiáng)度的同時(shí)，使火箭減輕50千克。同時(shí)，衛(wèi)星的適配器等部件也采用了新型高效的復(fù)合材料制造，大幅降低整體重量，保證9顆衛(wèi)星順利升空，依次散開，有序入軌。

陸地那么大，為何要在海上發(fā)射

大家可能都知道，我國酒泉、西昌、太原、文昌四大衛(wèi)星發(fā)射基地設(shè)備先進(jìn)，功能齊全，已為國內(nèi)外發(fā)射無數(shù)顆衛(wèi)星，為何還要開辟海上發(fā)射場？

其實(shí)，航天發(fā)射的理想地點(diǎn)是赤道地帶，在這里能有效利用地球自轉(zhuǎn)速度提升火箭推力，節(jié)省推進(jìn)劑。盡管文昌發(fā)射場最靠南，但距赤道還很遠(yuǎn)，而如果以船舶為平臺(tái)，可將火箭送到赤道附近發(fā)射。

海上發(fā)射運(yùn)載火箭，還能執(zhí)行重大防衛(wèi)任務(wù)。未來，如果有一顆小行星向地球飛來，勢必對(duì)人類造成滅頂之災(zāi)。如果想用航天器擊落這個(gè)活動(dòng)目標(biāo)，那么，依船發(fā)射就如同人拿著槍在地上跑來跑去，尋找更佳的位置瞄準(zhǔn)，命中率會(huì)更大。

從安全角度看，海上發(fā)射也能避免諸多麻煩?；鸺w行中，助推器殼體和整流罩（衛(wèi)星保護(hù)罩）等的分離體，會(huì)從高空墜落下來。由于落區(qū)和落時(shí)難以把控，需要大面積疏散人口，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。海上發(fā)射遠(yuǎn)離了人口稠密地區(qū)，很少造成事故。

海上發(fā)射衛(wèi)星難在哪里

人類60多年的航天發(fā)射歷程中，海上發(fā)射航天器并不多見，主要是受海洋特殊環(huán)境限制。

首先，海上發(fā)射對(duì)火箭和發(fā)射平臺(tái)都有特殊要求。在海上發(fā)射時(shí)，如果選用固體燃料火箭，雖然在出廠時(shí)已將燃料固化在箭體內(nèi)，發(fā)射時(shí)不用再裝藥，十分省事，但固體燃料火箭的運(yùn)載能力比不上液體燃料火箭；如果選用液體燃料火箭，運(yùn)載能力不成問題，但需要將箭體拖到船上再加注燃料，操作不易。因此，無論選擇哪種火箭，相對(duì)陸地發(fā)射都存在弊端，需要深入研究，趨利避害。對(duì)發(fā)射平臺(tái)而言，則需要承載噸位大、穩(wěn)定性好、航行動(dòng)力足、安全可靠的船舶。隨著我國造船技術(shù)的飛速發(fā)展，目前大型造船企業(yè)完全有能力研制這類大型移動(dòng)發(fā)射平臺(tái)。

實(shí)拍海上發(fā)射平臺(tái)“德渤三號(hào)”動(dòng)力船 供圖/人民視覺

其次，會(huì)受海洋環(huán)境不良影響。海上的大風(fēng)大浪，都會(huì)給船舶的正常行駛和穩(wěn)定停泊帶來困難；海面升起的大霧，不但影響能見度，而且其中的鹽分、霉菌還會(huì)腐蝕高端設(shè)備和精密儀器，從而引發(fā)故障；有時(shí)，還不能排除藍(lán)鯨等巨型海洋動(dòng)物騷擾發(fā)射活動(dòng)。這些都直接影響運(yùn)載火箭設(shè)備選型和試驗(yàn)條件設(shè)置，在最初研制星箭設(shè)備和制訂防護(hù)方案時(shí)，不能不予以考慮。

再次，火箭在海上的瞄準(zhǔn)點(diǎn)及方位，不像在陸地那樣可提前測得，而需要長時(shí)間航向保持和動(dòng)態(tài)基座瞄準(zhǔn)試驗(yàn)驗(yàn)證。

此外，為防止船體被火焰燒蝕，必須利用高壓氣體把火箭彈射出后再點(diǎn)火。為了保障火箭及人員安全，還必須研究解決火箭就位、箭星對(duì)接、燃料加注的自動(dòng)化問題，實(shí)現(xiàn)無人值守發(fā)射，這都是難啃的“硬骨頭”。

目前，“長征十一號(hào)”運(yùn)載火箭研制團(tuán)隊(duì)正按海上發(fā)射要求，研制更大噸位的系列運(yùn)載火箭，力爭將1～5噸重的衛(wèi)星順利送入太陽同步軌道。同時(shí)，研制團(tuán)隊(duì)正在加緊研制多功能海上平臺(tái)，可以保障遠(yuǎn)海海域發(fā)射，預(yù)計(jì)最早在2021年開赴低緯度地區(qū)實(shí)施低傾角海上發(fā)射。