楊晶

“乘風(fēng)好去，長(zhǎng)空萬(wàn)里，直下看山河?！?/p>

隨著“5、4、3、2、1”倒數(shù)，長(zhǎng)征11號(hào)（CZ-11）海射型火箭于2019年6月5日12時(shí)06分，在中國(guó)黃海海域點(diǎn)火升空，將技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星捕風(fēng)一號(hào)A、B星及5顆商業(yè)衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道。至此，中國(guó)首次海上火箭發(fā)射圓滿成功，填補(bǔ)了我國(guó)在海上發(fā)射火箭的技術(shù)空白，為我國(guó)火箭快速進(jìn)入太空提供了新的發(fā)射方式，也再次驗(yàn)證了中國(guó)科技、中國(guó)力量不斷向上的實(shí)力。

什么是海上火箭發(fā)射？

大家可以來(lái)到中國(guó)科學(xué)技術(shù)館的“海上火箭發(fā)射”展臺(tái)近距離體驗(yàn)海上火箭發(fā)射。該展臺(tái)通過(guò)火箭模型與發(fā)射平臺(tái)實(shí)景，還原了中國(guó)首次海上火箭發(fā)射的情境，組合電動(dòng)裝置、視頻、火箭落體實(shí)物等，使觀眾身臨其境感受中國(guó)首次海上發(fā)射火箭的震撼，并通過(guò)多媒體互動(dòng)屏展示的豐富知識(shí)與趣味性內(nèi)容，動(dòng)態(tài)演繹出火箭發(fā)射的全過(guò)程。

所謂海上火箭發(fā)射，就是通過(guò)在海上興建固定或移動(dòng)火箭發(fā)射平臺(tái)的方式，為運(yùn)載火箭提供可以在海上進(jìn)行發(fā)射的條件。它由發(fā)射平臺(tái)、總裝指揮船（ACS）、運(yùn)載火箭等部分組成。

我國(guó)長(zhǎng)征11號(hào)運(yùn)載火箭海上發(fā)射任務(wù)，采用移動(dòng)式火箭發(fā)射平臺(tái)的模式。該發(fā)射平臺(tái)由大型半潛式駁船改裝，甲板面積十分巨大，長(zhǎng)110米、寬近80米，面積超過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)。由它改裝的發(fā)射平臺(tái)，可以同時(shí)容納火箭、各種保障車輛以及設(shè)備。同時(shí)，該發(fā)射平臺(tái)具備在五級(jí)海況下的運(yùn)輸能力和三級(jí)海況下的發(fā)射能力。

為什么要進(jìn)行海上火箭發(fā)射？

這是因?yàn)槿蛭⑿⌒l(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)生了許多基于微小衛(wèi)星開展業(yè)務(wù)應(yīng)用的發(fā)射需求，特別是在大量微小衛(wèi)星，如小衛(wèi)星、微衛(wèi)星、納衛(wèi)星等待部署的情況下，涌現(xiàn)出了對(duì)火箭發(fā)射的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和快速響應(yīng)能力的迫切需求。為滿足這一市場(chǎng)領(lǐng)域的發(fā)射需求，人類開啟了海上火箭發(fā)射的研究。

海上火箭發(fā)射的優(yōu)勢(shì)有哪些呢？

相比傳統(tǒng)的陸上發(fā)射場(chǎng)，海上發(fā)射平臺(tái)對(duì)周邊地區(qū)的生產(chǎn)、生活基本不會(huì)產(chǎn)生干擾。通過(guò)靈活選擇發(fā)射點(diǎn)，可以最大限度地將航區(qū)、落區(qū)分布在無(wú)人海域，從而有效避免火箭殘骸對(duì)地面人員、財(cái)產(chǎn)等造成的風(fēng)險(xiǎn)，具有極高的安全性。同時(shí)，也因?yàn)橥黄茖?duì)航區(qū)、落區(qū)選擇的局限性，可以更加優(yōu)化彈道設(shè)計(jì)，最大程度地發(fā)揮出火箭的運(yùn)載能力。

根據(jù)軌道動(dòng)力學(xué)規(guī)律，當(dāng)目標(biāo)軌道傾角低于發(fā)射場(chǎng)緯度時(shí)，需進(jìn)行降低傾角的軌道機(jī)動(dòng)。軌道高度越低，這種機(jī)動(dòng)消耗的能量越多，運(yùn)載火箭和航天器動(dòng)力系統(tǒng)的能力損失就越大。對(duì)于低傾角低軌衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，如在我國(guó)陸地火箭發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，降傾角機(jī)動(dòng)所需能量消耗過(guò)大。若火箭從更低緯度海上地區(qū)發(fā)射，則可免去降傾角軌道機(jī)動(dòng)，減少能量的消耗。火箭還可以充分利用赤道上地球自轉(zhuǎn)的附加速度，從而節(jié)省燃料；而對(duì)于靜止軌道衛(wèi)星則可直接發(fā)射入軌，無(wú)須耗用衛(wèi)星所攜帶的燃料進(jìn)行變軌，更加經(jīng)濟(jì)、便捷。

對(duì)于中高傾角發(fā)射任務(wù)，海上火箭發(fā)射平臺(tái)除了移動(dòng)到最佳發(fā)射位置外，還可以通過(guò)調(diào)整火箭發(fā)射方向來(lái)實(shí)現(xiàn)，增強(qiáng)了發(fā)射的靈活性和適應(yīng)性。

海上火箭發(fā)射到底有多難？

海上發(fā)射好處多，難度也大。

相比陸基發(fā)射臺(tái)，起伏波動(dòng)的海上平臺(tái)，首先要在晃動(dòng)情況下確保火箭快速找到自己的準(zhǔn)確位置，也就是海上動(dòng)基座瞄準(zhǔn)技術(shù)。目前我國(guó)的海上火箭發(fā)射平臺(tái)已具備三級(jí)海況下的發(fā)射能力。

其次，為了進(jìn)一步保障火箭能夠正常入軌，還需要技術(shù)人員為它編制計(jì)算程序，使火箭擁有智慧的大腦。

這樣才能在發(fā)射后自主校準(zhǔn)控制飛行路線，實(shí)現(xiàn)“我的飛行我做主”。

另外，為了保障平臺(tái)上火箭及人員的安全，長(zhǎng)征11號(hào)運(yùn)載火箭在發(fā)射船上發(fā)射，控制火箭發(fā)射則在另一艘距離該發(fā)射平臺(tái)2千米的指揮船上，這就需要前后端無(wú)線遠(yuǎn)控技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

此外，考慮到海上火箭發(fā)射平臺(tái)場(chǎng)地限制，長(zhǎng)征11號(hào)運(yùn)載火箭還以箭星組合體形式整體出廠，由總裝廠經(jīng)鐵路、公路運(yùn)輸至港口，到達(dá)港口后經(jīng)過(guò)兩三天測(cè)試準(zhǔn)備隨即登船，再航行到指定海域后發(fā)射。

為什么要用長(zhǎng)征11號(hào)進(jìn)行海上火箭發(fā)射呢？

長(zhǎng)征11號(hào)運(yùn)載火箭為四級(jí)固體運(yùn)載火箭，全長(zhǎng)20.8米、箭體直徑約2米、起飛質(zhì)量58噸、起飛推力120噸，700千米太陽(yáng)同步軌道運(yùn)載能力可達(dá)350千克、低軌運(yùn)載能力700千克。全箭由一子級(jí)、二子級(jí)、三子級(jí)、上面級(jí)和衛(wèi)星整流罩等箭體結(jié)構(gòu)及箭上的推進(jìn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、遙測(cè)系統(tǒng)與姿態(tài)控制系統(tǒng)等組成。CZ-11海射型火箭可將有效載荷發(fā)射到高度200～1000千米、傾角從太陽(yáng)同步軌道到近赤道軌道范圍的各種低地球軌道，為全球微小衛(wèi)星提供了一種更加靈活、可靠和經(jīng)濟(jì)的新型發(fā)射服務(wù)。

我國(guó)首次海上發(fā)射任務(wù)之所以選擇這款型號(hào)，主要因其為固體燃料火箭。在海上發(fā)射的條件下，固體燃料火箭無(wú)須臨時(shí)加注的優(yōu)勢(shì)，可以省下很多不必要的麻煩。長(zhǎng)征11號(hào)運(yùn)載火箭可以提前填充好燃料并長(zhǎng)期貯存，不用像液體火箭那樣在發(fā)射前進(jìn)行燃料加注，簡(jiǎn)化了發(fā)射流程。

長(zhǎng)征11號(hào)運(yùn)載火箭的研制與應(yīng)用，為全球微小衛(wèi)星業(yè)界提供了更加安全、靈活、可靠和經(jīng)濟(jì)的新型發(fā)射服務(wù)，以其為代表的長(zhǎng)征火箭家族，將以更加優(yōu)良的發(fā)射服務(wù)推動(dòng)全球航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。