李利群，李 成，韓秀利，許國志

（太原衛(wèi)星發(fā)射中心，太原，030045）

0 引言

2019 年6 月，中國成功實施首次海上發(fā)射任務(wù)，填補了中國海上發(fā)射空白，也為提升太空投送能力、實現(xiàn)快速進入空間提供了新的發(fā)射運用樣式［1-2］。隨著未來小衛(wèi)星及各類星座發(fā)射需求的加速擴大，從中國后續(xù)航天發(fā)射任務(wù)規(guī)劃上看，海上發(fā)射任務(wù)數(shù)量呈現(xiàn)逐年上升趨勢，2023年中國將執(zhí)行約6次海上發(fā)射任務(wù)，后續(xù)將很快達到年均10次以上。同時，執(zhí)行海上發(fā)射任務(wù)的運載火箭也呈現(xiàn)出運載能力大幅提升、技術(shù)狀態(tài)日趨復雜的發(fā)展態(tài)勢，液體大型捆綁式運載火箭海上發(fā)射在可預見的未來也將實施。運載火箭海上發(fā)射將很快形成航班化、規(guī)?；\用的常態(tài)［3-5］。目前海上發(fā)射的運用樣式仍然處于初步探索階段，組織實施還不成體系，技術(shù)狀態(tài)還不夠先進，測試發(fā)射流程還比較復雜，與未來運用需求還存在差距。

1 海上發(fā)射現(xiàn)狀分析

截至2023年9月，中國共采用三型運載火箭實施了6 次海上發(fā)射，其中，長征十一號運載火箭4 次、捷龍三號運載火箭1次、谷神星一號1次。

1.1 任務(wù)基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計

6 次海上發(fā)射任務(wù)中，運載火箭多為四級固體火箭，發(fā)射方式采用冷發(fā)射4 次、熱發(fā)射2 次，共計將41 顆衛(wèi)星成功送入預定軌道。其中太陽同步軌道3次，小傾角軌道3次，4次發(fā)射點位于遠海海域，2次發(fā)射點位于近岸海域，5 次為拖航航渡方式，1 次為自航方式。

1.2 任務(wù)特點

a）以遠海海域?qū)嵤┌l(fā)射為主。

目前海上發(fā)射主要集中在中國黃海、東海海域，發(fā)射點距離出發(fā)母港較遠，海上航渡時間較長，航行及拋錨定位等工作程序多，受氣象海況影響較大。同時，發(fā)射海域位于公海，附近航線較多，航渡期間需要海警系統(tǒng)派出多艘船舶進行伴隨護航和發(fā)射海域的掃海警戒工作。

b）航落區(qū)安全風險較大。

目前海上發(fā)射主要以太陽同步軌道衛(wèi)星為主，從中國北部海域?qū)嵤┌l(fā)射時，南射向的發(fā)射彈道從中國東南沿海附近通過，靠近上海、寧波等城市，貼近或穿越中國臺灣地區(qū)，并飛越馬來西亞、印度尼西亞等國上空。

c）小衛(wèi)星商業(yè)發(fā)射占比大。

海上發(fā)射多為商業(yè)用途小衛(wèi)星，其中約有占總數(shù)量46%（19 顆）的長光高分03 等衛(wèi)星是用于星座組網(wǎng)，星座組網(wǎng)發(fā)射任務(wù)還未能大規(guī)模開展運用。

d）指揮設(shè)施設(shè)備逐步集成化。

海上發(fā)射歷次任務(wù)使用的指揮設(shè)施設(shè)備經(jīng)歷了從無到有、從拼湊到集成、從簡陋到完善的發(fā)展過程，發(fā)射任務(wù)前方后方、海上岸上、多指揮中心間通信鏈路日趨完善，航渡、發(fā)射、飛行態(tài)勢信息更加完善，任務(wù)指揮控制方式逐步優(yōu)化、能力逐步提升。

1.3 運用樣式方面的不足

a）技術(shù)狀態(tài)多變，任務(wù)準備工作復雜。

每次發(fā)射均需要綜合考慮發(fā)射點、發(fā)射彈道、航落區(qū)安全性等多方面因素，進行大量計算仿真。彈道經(jīng)過多次調(diào)整優(yōu)化，新的發(fā)射點位置需要多次勘察，并需要經(jīng)過任務(wù)組織、發(fā)射、航海、氣象、安全等相關(guān)方多次研究討論可行性，再逐級確認審批通過。

b）任務(wù)輔線工作多，實施周期較長。

目前海上發(fā)射任務(wù)實施周期約20天，其中火箭、衛(wèi)星測試對接等產(chǎn)品主線工作時間約7天，只占任務(wù)總周期時間的三分之一，其余大量時間均用于發(fā)射船舶改裝加固、發(fā)射支持設(shè)備和指揮控制設(shè)備上船固定、船隊編組出海航渡、發(fā)射船拋錨定位等涉及船舶系統(tǒng)的任務(wù)輔線工作。

c）參加單位多，各方協(xié)調(diào)事項多。

現(xiàn)階段海上發(fā)射任務(wù)仍然處于探索階段，試驗特征明顯。對于起步階段的任務(wù)和嘗試新狀態(tài)的任務(wù)，各方參加單位較多，職責分工界限不夠明確清晰，任務(wù)保障要素涉及氣象、海洋、海警（漁政、海監(jiān)）、電磁頻譜管控、港口、交通管制等大量部門，任務(wù)準備階段和實施期間需要開展多次協(xié)調(diào)工作，牽扯任務(wù)組織實施大量精力。

2 海上發(fā)射主要影響要素分析

從海上發(fā)射現(xiàn)狀來看，海上發(fā)射任務(wù)在組織實施方面受多方面因素的綜合影響。而這些因素的影響范圍和影響程度的不同，將造成任務(wù)運用樣式存在一定差異。本文通過總結(jié)中國多發(fā)多型運載火箭海上發(fā)射的經(jīng)驗和案例，認為衛(wèi)星軌道類型、氣象海洋環(huán)境、運載火箭性能、發(fā)射平臺狀態(tài)、任務(wù)性質(zhì)等要素是影響海上發(fā)射運用樣式的主要因素。

2.1 衛(wèi)星軌道類型

根據(jù)衛(wèi)星軌道類型，海上發(fā)射主要進行太陽同步軌道衛(wèi)星和小傾角軌道衛(wèi)星的發(fā)射。其影響范圍主要是航落區(qū)安全性，包含海上發(fā)射任務(wù)的發(fā)射點位置、發(fā)射彈道設(shè)計、航落區(qū)的選擇3 個相互關(guān)聯(lián)的方面。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，火箭飛越他國上空時，彈道高度應大于100 km，子級和整流罩殘骸不可落入他國國土和領(lǐng)海范圍。

2.1.1 太陽同步軌道

太陽同步軌道的發(fā)射方向為南射向，發(fā)射彈道是一條幾乎從北向南垂直穿越的軌跡，根據(jù)中國海域地理分布情況，需要分兩種情況分析。

a）發(fā)射點位置選擇在中國北部海域。

若發(fā)射點位置選擇在渤海和黃海、東海的西北部海域，彈道軌跡線會穿越中國東部大片國土范圍，均為經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，其中不乏上海、南京、杭州、寧波等大中城市。

若發(fā)射點位置選擇東海中部海域，則彈道軌跡線將會穿越中國臺灣地區(qū)。

為避開上述地區(qū)，應對方式有以下兩種：

1）將發(fā)射點位置盡量東移。將造成發(fā)射點遠離出發(fā)母港和陸地，比如中國某次海上發(fā)射任務(wù)中，發(fā)射點距離海陽港約550 km，距離南通市東南最近陸地約180 km，海上航渡和任務(wù)周期時間變長，出海費用也同步增加，經(jīng)濟成本高；同時，受制于東部朝鮮和韓國國土地理位置的限制，發(fā)射點無法過度東移。

2）在發(fā)射點位置相對合適的情況下，進行彈道優(yōu)化設(shè)計，多次轉(zhuǎn)向后彈道軌跡線可以避開中國臺灣地區(qū)。比如某次海上發(fā)射任務(wù)，為保證航區(qū)規(guī)避上海、臺灣地區(qū)，進行了多次彈道調(diào)整，但該方法需要犧牲火箭一定運載能力，對于運載能力較小的火箭，不是最佳選擇。

b）發(fā)射點位置選擇在中國南部海域。

若發(fā)射點位置選擇在中國南海海域，由于海岸線基本呈西南走勢，發(fā)射點位置選擇可不需要遠離陸地，發(fā)射彈道軌跡完全從南海穿過，基本不受航落區(qū)安全性的影響，發(fā)射點位置選取相對容易，是發(fā)射太陽同步軌道較為理想的海域。

2.1.2 小傾角軌道

在只考慮地理位置時，中國周邊海域均可以選擇小傾角軌道的發(fā)射點。根據(jù)中國海域地理分布情況，同樣需要分兩種情況來分析。

a）發(fā)射點位置選擇在中國北部海域。

若發(fā)射點位置選擇在渤海及黃海的北部海域，由于發(fā)射點緯度較高，發(fā)射較低軌道傾角任務(wù)需要火箭進行機動變軌，會犧牲火箭的運載能力；同時，受東部朝鮮、韓國、日本國土地理位置限制，殘骸落區(qū)不好選擇。

經(jīng)分析，發(fā)射點位置若選擇在黃海南部、東海北部海域，可執(zhí)行45°～55°等傾角較大的小傾角軌道發(fā)射任務(wù)，航落區(qū)向東南方向延伸至太平洋，僅需考慮避開琉球群島、關(guān)島等重要地域，航落區(qū)安全性較好。發(fā)射點可以選擇海岸線附近，比如中國在海陽港西南方向5.5 km、連理島以南方向約3 km附近的海域?qū)嵤┑陌l(fā)射，不需長時間航渡，任務(wù)時間周期和經(jīng)濟成本均較好。

b）發(fā)射點位置選擇在中國南部海域。

若發(fā)射點位置選擇在中國東海南部、南海海域，僅需要避開中國臺灣地區(qū)。經(jīng)分析，可執(zhí)行35°～45°等傾角較小的小傾角軌道發(fā)射任務(wù)，航落區(qū)安全性較好。

2.2 氣象海洋環(huán)境

運載火箭海上發(fā)射時，受氣象海洋環(huán)境影響較大，需要克服雷暴、降水、大風、濃霧、涌浪、潮汐等氣象海洋環(huán)境的影響。

2.2.1 氣象條件

氣象條件主要影響發(fā)射窗口的選擇。雷暴、降水、大風、濃霧等天氣可能造成發(fā)射窗口時段無法滿足最低氣象條件，無法在規(guī)定的時間窗口實施發(fā)射。

同時，不同的海域在不同的季節(jié)存在不同的氣象狀態(tài)。比如中國黃海海域，熱帶氣旋年出現(xiàn)次數(shù)為1～3 次，最多的年份出現(xiàn)5 次，主要集中出現(xiàn)在7～9月，出現(xiàn)頻數(shù)占總數(shù)的90%。

2.2.2 海洋環(huán)境

海洋環(huán)境對海上發(fā)射的影響較為直接，主要影響因素是浪涌高、洋流流速流向、水深、海底類型等。

a）對測試發(fā)射的影響。

目前，運載火箭在發(fā)射點開展測試、進入發(fā)射流程應滿足的海況條件多為四級及以下海況，要求浪高一般不大于1.5 m。在此海況條件下仍需考慮涌浪對船姿態(tài)的影響，發(fā)射平臺的橫、縱搖角度一般還應不大于1°，搖擺周期大于10 s，火箭的姿態(tài)穩(wěn)定度才能夠滿足點火起飛、制導系統(tǒng)正常工作的初始要求。

受氣旋、風、冷暖氣流等氣象過程的影響，會帶來不同程度的海浪、涌浪、洋流變化，不同的海域海況條件決定該海域是否能夠選擇出合適的發(fā)射點位置。

對于發(fā)射窗口的選擇，也需要選擇滿足發(fā)射條件海況的時段。

b）對海上航渡的影響。

運載火箭出海實施發(fā)射，一般采用指揮船、保障船、發(fā)射平臺、護航船等編隊航渡的方式，發(fā)射平臺若采用保障船拖航的方式，整個船隊航速較慢（5～8節(jié)），航渡安全受風浪影響較大。目前，海上航渡的海況條件要求為五級以下海況，高于此海況條件船隊無法出海，將會影響既定發(fā)射窗口。

c）對發(fā)射平臺拋錨定位的影響。

拋錨定位工作受水深、海底類型、洋流流速流向、涌浪高度的影響較大。水深、海底類型將決定該海域能否實施拋錨定位，若遇較大風速、涌浪、流速，不僅會增加拋錨的難度，也會發(fā)生絞錨的風險，極端情況下無法完成拋錨定位工作。拋錨定位后在風浪影響下走錨會導致重大航行事故，即使不發(fā)生危險，重新起錨再拋錨也需要1～2 天的時間，對正常發(fā)射窗口也會產(chǎn)生較大影響。

d）對操作安全性的影響。

指揮船、發(fā)射船上布設(shè)有海上發(fā)射指揮系統(tǒng)和發(fā)射控制系統(tǒng)，在到達發(fā)射海域后，需要架設(shè)各類通信天線及設(shè)備，實施高處作業(yè)。在較大風速、浪涌情況下，船只縱（橫）搖和甲板上浪程度較大，人員高處作業(yè)存在一定危險，甚至無法作業(yè)。其次，保障船和發(fā)射平臺之間進行靠幫作業(yè)時兩船的縱（橫）搖幅度、兩船之間船舷相對高度差的變化幅度都給人員及物資輸送的安全性帶來風險。

2.3 運載火箭性能

運載火箭是海上發(fā)射的核心裝備，其性能特點直接影響海上發(fā)射全過程，主要包含運載能力、動力類型與結(jié)構(gòu)形式、發(fā)射方式、海上環(huán)境適應能力等方面。

2.3.1 運載能力

火箭運載能力決定單次任務(wù)可以發(fā)射入軌的衛(wèi)星質(zhì)量和數(shù)量，換言之，完成某個特定衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，尤其是星座組網(wǎng)發(fā)射任務(wù)，運載能力決定著需要使用火箭的數(shù)量和需要執(zhí)行任務(wù)的次數(shù)，即海上發(fā)射的數(shù)量規(guī)模、實施方式。

當前海上發(fā)射運載火箭主要為中小型固體運載火箭，典型700 km SSO軌道運載能力約1 300 kg，低于1 300 kg 以下的衛(wèi)星或星座組網(wǎng)衛(wèi)星可以通過一箭多星的方式實現(xiàn)入軌，超過1 300 kg以上的衛(wèi)星或星座組網(wǎng)發(fā)射，目前尚無合適的火箭可用，限制了運載火箭海上發(fā)射的能力。

2.3.2 動力類型與結(jié)構(gòu)形式

動力類型和結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了火箭的運載能力，以及任務(wù)的設(shè)備配套、機動性能、地面保障方式等內(nèi)容，影響任務(wù)流程項目、任務(wù)周期以及完成任務(wù)所需發(fā)射數(shù)量等指標。

固體運載火箭配套的發(fā)射支持系統(tǒng)組成簡單、射前準備工序少，火箭轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)載簡便，是當前海上發(fā)射主要選用的類型。液體運載火箭受液體推進劑射前加注及海上生產(chǎn)、貯運等環(huán)節(jié)安全性的影響，需要復雜的供氣、低溫加注等設(shè)備，發(fā)射支持系統(tǒng)組成復雜、射前加注工序多，用于海上發(fā)射需要在發(fā)射平臺配備大量設(shè)備，任務(wù)實施過程中地面保障難度較大，現(xiàn)階段仍是制約海上發(fā)射使用的主要因素。

2.3.3 發(fā)射方式

發(fā)射方式?jīng)Q定著發(fā)射支持系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、對發(fā)射平臺的改造程度以及射后恢復時間，影響任務(wù)的流程項目安排、任務(wù)間隔時間周期等指標。

冷發(fā)射方式支持系統(tǒng)組成簡單、體積較小，不需要設(shè)計專用的排焰通道或?qū)Я鞑?，幾乎不需要對發(fā)射平臺進行改造，發(fā)射時不會燒蝕發(fā)射平臺，對發(fā)射支持系統(tǒng)也不會產(chǎn)生較大破壞，任務(wù)工作項目少，射后恢復工作量小，任務(wù)周期較短；熱發(fā)射方式直接從發(fā)射平臺上點火起飛，發(fā)射平臺需要設(shè)計專用的排焰通道或?qū)Я鞑?，需要進行大量防燒蝕措施改造，改造時間較長，射后發(fā)射支持系統(tǒng)的恢復內(nèi)容和時間均較多，任務(wù)周期較長［6］。

2.3.4 海上環(huán)境適應能力

海上高熱、潮濕、鹽霧、多風雨等復雜的環(huán)境條件對海上發(fā)射的運載火箭及其測發(fā)控系統(tǒng)、發(fā)射支持系統(tǒng)等設(shè)計有較大的考驗。若運載火箭能夠適應海上長期貯運的要求，就可以機動至更遠的海域?qū)嵤┌l(fā)射，也可以長期預置于發(fā)射船，在海上保持隨時可發(fā)的狀態(tài)，將極大增加海上發(fā)射運用樣式的靈活性。采用良好的防雨防浪設(shè)計，可減少出海前的防護措施加裝工作量，節(jié)省任務(wù)時間。

2.4 發(fā)射平臺狀態(tài)

2.4.1 發(fā)射平臺船型

不同船型可以提供不同穩(wěn)定度的發(fā)射平臺環(huán)境，有艏樓和上層建筑的發(fā)射平臺具有大量艙室，可為人員提供更好的生活保障，對出海距離遠、時間長的發(fā)射具有更好的保障能力。鉆井平臺型整體規(guī)模更大、穩(wěn)定性更好，具有大量艙室可用于布設(shè)加注、供氣系統(tǒng)等地面設(shè)備，但機動性能較差，不適合遠航，適用于大型液體火箭海上近岸海域發(fā)射。

同時，發(fā)射平臺尺寸決定了運載火箭的攜帶數(shù)量。更大尺寸的發(fā)射平臺可以運載更大質(zhì)量的運載火箭或一次運輸多發(fā)運載火箭實施串行發(fā)射，減少了發(fā)射平臺往返于母港至發(fā)射海域的次數(shù)，縮短了發(fā)射周期、降低發(fā)射成本。

2.4.2 自主航行能力

發(fā)射平臺是否具備自主航行能力，決定著航渡途中是否需要保障船進行拖航。自帶動力的發(fā)射平臺較無動力的發(fā)射平臺航速高至少一倍，可以減少航渡時間和整個出海周期，有利于發(fā)射窗口的選取，降低了出海航渡發(fā)射整個階段氣象海洋預報的難度，也利于在相同時間要求下航向更遠的發(fā)射海域，同時不采用拖航方式，對惡劣海況的適應性更好，提高了航渡途中的安全性。

2.5 任務(wù)性質(zhì)

當前，中國海上發(fā)射任務(wù)根據(jù)任務(wù)來源及性質(zhì)區(qū)分，不同性質(zhì)的任務(wù)主要區(qū)別在于發(fā)射任務(wù)的申請審批程序、組織實施機制、指揮機構(gòu)設(shè)置等。同時，不同性質(zhì)的任務(wù)在流程項目設(shè)置、發(fā)射海域選擇上也有一定區(qū)別。

3 海上發(fā)射運用樣式

根據(jù)上述影響因素及影響范圍，可以靈活組合出多種發(fā)射狀態(tài)，形成標準化、組合化、程序化的海上發(fā)射運用樣式。

3.1 以發(fā)射點所處海域建立的運用樣式

以發(fā)射點所處海域距離陸地距離和地理位置作為劃分指標，可分為近岸發(fā)射、近海發(fā)射、遠海發(fā)射、遠洋發(fā)射4種樣式。

3.1.1 近岸發(fā)射

近岸發(fā)射運用樣式，是指發(fā)射點位置距離中國領(lǐng)?；€小于3 km 的海上發(fā)射樣式，廣義概念下，近岸發(fā)射可拓展至海岸邊或海島上實施。

該樣式海上發(fā)射任務(wù)的基本狀態(tài)為：以發(fā)射小傾角軌道衛(wèi)星為主，發(fā)射海域涵蓋中國北、東、南部海域海岸，航落區(qū)主要為中國近海、西南太平洋海域，可實施固體、液體、捆綁等各型火箭冷、熱發(fā)射。發(fā)射平臺出海距離極短或不出海，任務(wù)周期可以忽略航渡時間，發(fā)射窗口及工作受惡劣氣象海況影響小，海上發(fā)射前方指揮中心、發(fā)射控制系統(tǒng)后端設(shè)備布設(shè)在岸邊，測控保障可采用陸基測控+天基測控模式，發(fā)射海域掃海警戒力量為地方海監(jiān)、漁政部門，任務(wù)保障以岸上保障為主，發(fā)射海域所在地方機構(gòu)承擔保障工作多，以承擔民用、商業(yè)發(fā)射任務(wù)為主。

在發(fā)射點位置、航落區(qū)滿足條件的情況下，海上發(fā)射可優(yōu)先選用近岸發(fā)射運用樣式。

3.1.2 近海發(fā)射

近海發(fā)射運用樣式，是指發(fā)射點位置距離中國領(lǐng)?；€大于3 km 且位于中國領(lǐng)海和毗連區(qū)內(nèi)的海上發(fā)射樣式。

該樣式海上發(fā)射任務(wù)的基本狀態(tài)為：發(fā)射太陽同步軌道衛(wèi)星和小傾角軌道衛(wèi)星均可，發(fā)射太陽同步軌道衛(wèi)星時，發(fā)射海域主要在中國南部海域，航落區(qū)主要為中國近海、西南太平洋、東印度洋海域，可實施固體、液體等各型火箭冷、熱發(fā)射。出海前需要進行箭船合練，任務(wù)流程項目多，發(fā)射平臺出海距離受出發(fā)母港與發(fā)射海域地理位置、距離等影響，航渡周期時間差異較大，發(fā)射窗口及工作受惡劣氣象海況影響相對較小，海上發(fā)射前方指揮中心、發(fā)射控制系統(tǒng)后端設(shè)備布設(shè)于指揮船，測控保障可采用陸基測控、簡易測控、天基測控綜合運用模式，航渡過程可不實施伴隨護航，發(fā)射海域掃海警戒力量為地方海監(jiān)、漁政部門，任務(wù)保障以海上保障為主，以承擔民用、商業(yè)發(fā)射任務(wù)為主。

此種樣式主要為了滿足航落區(qū)安全性的要求，規(guī)避航落區(qū)重要設(shè)施或中大型城市，在沿海實施一定距離的航渡機動以到達合適的發(fā)射點位置。在滿足發(fā)射航落區(qū)安全性的情況下，是相對較好的發(fā)射樣式。

3.1.3 遠海發(fā)射

遠海發(fā)射運用樣式，是指發(fā)射點位置距離中國領(lǐng)?；€大于44 km且在中國主張權(quán)屬海域及海洋專屬經(jīng)濟區(qū)內(nèi)實施的海上發(fā)射任務(wù)樣式。

該樣式海上發(fā)射任務(wù)的基本狀態(tài)與近海發(fā)射樣式類似，主要區(qū)別為：遠海發(fā)射多用于太陽同步軌道衛(wèi)星發(fā)射，發(fā)射平臺出海距離較遠，航渡周期長，發(fā)射窗口及工作受惡劣氣象海況影響大，測控保障采用簡易測控+天基測控模式，航渡過程需實施伴隨護航，發(fā)射海域需掃海警戒，承擔力量均為海警部門，任務(wù)保障以海上保障為主，可承擔各類性質(zhì)的發(fā)射任務(wù)。

此種樣式主要為滿足太陽同步軌道的航落區(qū)安全性要求而采用，是目前最為繁瑣、周期最長、成本最高、最不適宜采用的發(fā)射樣式。

3.1.4 遠洋發(fā)射

遠洋發(fā)射運用樣式，主要指發(fā)射點位于公海、大洋的海上發(fā)射樣式。

該樣式的基本狀態(tài)與遠海發(fā)射樣式相似，目前中國還沒有執(zhí)行遠洋發(fā)射的經(jīng)驗，可以預見其與遠海發(fā)射樣式的主要區(qū)別為：可執(zhí)行極小傾角軌道衛(wèi)星發(fā)射，充分釋放火箭運載能力，航落區(qū)為公海，單次任務(wù)周期長，航渡時間占據(jù)較大比例，指揮船、發(fā)射平臺需要具備遠洋自主航行能力，測控保障主要為簡易測控+天基測控模式，海上長時間保障需求大，可承擔各類性質(zhì)的發(fā)射任務(wù)，尤其是國際合作發(fā)射任務(wù)。

3.2 以發(fā)射規(guī)模數(shù)量建立的運用樣式

從運載火箭發(fā)射的規(guī)模數(shù)量上劃分，可以分為單域單發(fā)、單域多發(fā)、多域多發(fā)3種運用樣式。

3.2.1 單域單發(fā)

單域單發(fā)運用樣式，是指在1個發(fā)射海域，采用1發(fā)火箭完成1個軌道面內(nèi)1個或多個衛(wèi)星的發(fā)射。

當前中國執(zhí)行的海上發(fā)射，均為單域單發(fā)運用樣式。此種樣式具有程序固定、工序熟練的優(yōu)點，缺點是每次出海只能完成1 發(fā)火箭發(fā)射，衛(wèi)星投送規(guī)模小，平均單發(fā)火箭發(fā)射周期較長、發(fā)射成本高，尤其在遠?；蜻h洋發(fā)射樣式下經(jīng)濟性更差，無法適應后續(xù)海上發(fā)射規(guī)模數(shù)量大幅提升的狀態(tài)。

3.2.2 單域多發(fā)

單域多發(fā)運用樣式，是指在1個發(fā)射海域，采用多發(fā)火箭串行發(fā)射的方式，完成1個或多個軌道面衛(wèi)星星座的發(fā)射。

此種樣式需要發(fā)射平臺能夠攜帶2發(fā)以上火箭且發(fā)射系統(tǒng)具備射后快速恢復能力。優(yōu)點是一次出?？梢酝瓿啥喟l(fā)火箭發(fā)射，減少了發(fā)射平臺往返發(fā)射母港的時間，衛(wèi)星投送規(guī)模較大、效率較高，平均單發(fā)火箭發(fā)射周期較短、發(fā)射成本適中，尤其適用于遠?；蜻h洋發(fā)射樣式下實施民商用發(fā)射。

3.2.3 多域多發(fā)

多域多發(fā)運用樣式，是指綜合運用近岸、近海、遠海或遠洋模式，在多個海域，采用多發(fā)火箭并行發(fā)射的方式，協(xié)同完成不同軌道面衛(wèi)星星座的發(fā)射，主要用于大規(guī)模的應急組網(wǎng)應用。

此種樣式需要多個專用發(fā)射平臺和保障船舶，一次攜帶多發(fā)火箭出海，在不同海域根據(jù)組網(wǎng)發(fā)射窗口需求實施串、并行發(fā)射，也可將集成化的貯運發(fā)射系統(tǒng)預置部署在多艘船舶上，平時在海上航行待機，需要時迅速到達各自指定發(fā)射海域?qū)嵤┌l(fā)射，一次性快速完成多發(fā)火箭的發(fā)射。優(yōu)點是衛(wèi)星投送規(guī)模大、響應時間短，運用效率高，缺點是總體運營成本較高。此樣式適用于應急響應，一般不考慮經(jīng)濟性，主要考慮運用價值。

3.3 其他運用樣式分類

根據(jù)火箭動力類型與結(jié)構(gòu)形式不同，可以分為固體火箭海上發(fā)射、液體火箭海上發(fā)射、捆綁式火箭海上發(fā)射等運用樣式。

根據(jù)火箭發(fā)射方式不同，可以分為彈射冷發(fā)射、直接點火熱發(fā)射等運用樣式。

根據(jù)發(fā)射保障狀態(tài)，可以分為無塔架發(fā)射、簡易臍帶塔發(fā)射、有塔架發(fā)射等運用樣式。

根據(jù)任務(wù)性質(zhì)的不同可以將海上發(fā)射分為民用發(fā)射、商業(yè)發(fā)射、國家應急發(fā)射、國際合作發(fā)射等運用樣式。

3.4 典型海上發(fā)射運用樣式分析驗證

通過以下2個案例，進行海上發(fā)射運用典型樣式的分析驗證。

3.4.1 近海發(fā)射運用樣式分析驗證

任務(wù)需求：發(fā)射3 顆光學衛(wèi)星，總質(zhì)量290 kg，97°太陽同步軌道，軌道高度710 km。

首先進行運載火箭選型，根據(jù)任務(wù)需求和當前可選火箭運載能力，選擇長征十一號運載火箭。根據(jù)衛(wèi)星軌道需求，發(fā)射點位置可以選擇在中國黃海中部或東海南部、南海北部一帶。經(jīng)彈道規(guī)劃仿真分析得知，若選擇在黃海中部、東海南部，航跡中心線會穿越馬來西亞、印度尼西亞等國家上空，航落區(qū)安全性受限。因而發(fā)射點位置選擇在南海北部近海海域、距離陸地40 km 附近的海域位置，航落區(qū)安全性大幅提升。

此案例為單域單發(fā)、近海發(fā)射樣式。

3.4.2 多域多發(fā)運用樣式分析驗證

任務(wù)需求：為應對突發(fā)自然災害，需要在短時內(nèi)發(fā)射一組應急通信衛(wèi)星星座，其中：a）50°傾角軌道6 顆通信衛(wèi)星，總質(zhì)量1 200 kg，軌道高度600 km；b）97°太陽同步軌道1 顆通信衛(wèi)星，總質(zhì)量250 kg，軌道高度800 km。

首先進行運載火箭選型，根據(jù)任務(wù)需求和當前可選火箭運載能力，55°傾角軌道面選擇1發(fā)捷龍三號運載火箭一箭6星的方式進行發(fā)射；97°太陽同步軌道面選擇1 發(fā)長征十一號運載火箭一箭1 星的方式進行發(fā)射。根據(jù)衛(wèi)星軌道需求，經(jīng)仿真計算，50°傾角軌道發(fā)射任務(wù)軌道傾角較大，發(fā)射點位置考慮優(yōu)先選擇在北部近岸海域；97°太陽同步軌道發(fā)射任務(wù)，發(fā)射點位置優(yōu)先選擇在南部海域。

此案例為多域多發(fā)、近岸發(fā)射樣式。

4 未來發(fā)展方向思考

4.1 完善海上發(fā)射設(shè)施設(shè)備體系

未來海上發(fā)射設(shè)施設(shè)備應該走體系化建設(shè)的路線，圍繞運載火箭、發(fā)射平臺、指揮系統(tǒng)、保障設(shè)備等設(shè)施設(shè)備不斷進行豐富完善。形成海上發(fā)射運載火箭家族系列，為海上發(fā)射不同運用樣式提供多種選擇方案，建造專用化、大型化海上發(fā)射船舶（平臺），實現(xiàn)箭-架-船接口標準化、保障系統(tǒng)模塊化、指揮系統(tǒng)集成化、發(fā)射控制集群化，提升發(fā)射船舶（平臺）對不同類型火箭、不同海域的適應性，滿足未來多發(fā)火箭規(guī)?；l(fā)射需求。

4.2 推進智能化、遠程化、無人化技術(shù)應用

推進火箭、衛(wèi)星、發(fā)射系統(tǒng)智能化技術(shù)應用，構(gòu)建智慧控制平臺，星箭產(chǎn)品具備遠程自主加電測試發(fā)射、自適應彈道調(diào)整、遠程數(shù)據(jù)裝訂、遠程數(shù)據(jù)判讀等功能；推進指揮系統(tǒng)信息化智能化技術(shù)應用，實現(xiàn)高效任務(wù)規(guī)劃、智能仿真推演、信息融合共享、遠程發(fā)射控制等功能；推進發(fā)射船舶（平臺）精確化、無人化航行控制，具備自主航行、自主定位與發(fā)射點精確控制等功能。

4.3 探索航班化、規(guī)?；Ｉ习l(fā)射新樣式

近年來，中國航天年度發(fā)射數(shù)量屢創(chuàng)新高，僅2022 年就超過60 發(fā)，各陸地發(fā)射中心現(xiàn)有發(fā)射設(shè)施接近滿負荷運轉(zhuǎn)，未來甚至超負荷運轉(zhuǎn)。海上發(fā)射作為新興發(fā)射領(lǐng)域，將進一步研究探索新樣式，實現(xiàn)商業(yè)發(fā)射航班化應用、應急發(fā)射規(guī)?；瘜嵤瑸榇笠?guī)模衛(wèi)星星座組網(wǎng)發(fā)射提供優(yōu)異解決方案，形成陸地、海上發(fā)射協(xié)同發(fā)展的良好局面。

4.4 拓展遠洋發(fā)射樣式

面對國內(nèi)外龐大的衛(wèi)星發(fā)射市場需求，主動與國際衛(wèi)星發(fā)射市場接軌，依托現(xiàn)有海上發(fā)射經(jīng)驗積極探索遠洋發(fā)射樣式，拓展海上發(fā)射的衛(wèi)星軌道類型，充分釋放火箭運載能力，有效解決航落區(qū)安全限制，探索未來生成全球海域海上發(fā)射能力、國際化合作的方式方法。

5 結(jié)束語

目前，中國海上發(fā)射仍處于初步探索階段，任務(wù)的組織實施還不夠完善，還未建立固化的任務(wù)運用樣式。為滿足未來海上發(fā)射的快速發(fā)展態(tài)勢，進一步提升海上發(fā)射能力，本文總結(jié)歷次海上發(fā)射經(jīng)驗，梳理分析了影響海上發(fā)射組織實施的主要因素，提出了海上發(fā)射的各類運用樣式，為未來更好地實施海上發(fā)射提供一些參考和支撐。