海上发射平台
火箭、卫星发射方式
海上发射是国际航天界酝酿多年的一种新的火箭卫星发射方式——海上发射,即将成为现实。工程进展迅速,各项测试演练工作已接近尾声。据美国报刊报导,预定2019年3月14日在大洋深处、即夏威夷东南约2300千米的赤道洋面进行首次演示性发射。
发展沿革
建一个现代化的航天发射中心,一般需要占用大量的土地,而且发射方向也受到限制。因为万一发生事故或者靶场安全官员不得不毁掉火箭时,不允许火箭发射弹道通过居民区上空。由于这个原因,世界上一些主要发射场或航天发射中心都设在沿海。
发射中心即使设在沿海,也会受到社会和产业方面的限制。如日本的种子岛发射场,由于捕鱼工会的抗议,该发射场发射作业被限制在两个49天的周期内,平均每年只许发射4次。这样就很难安排因技术问题而推迟的发射。
前苏联没有沿海发射场,它的航天设施位于低人口密度地区,尽管这样,脱落的火箭各级,含有一些毒性和腐蚀性很高的推进剂,必然会引起污染。
如果将发射场设在广阔的海洋上,上述问题就会得到很好的解决。20世纪60年代中期,意大利在印度洋中建立了第一个民用移动式赤道发射场——圣马科发射平台。它包括两个不同类型的平台。一个起发射台作用,另一个是控制发射的指挥所。
1995年,美国波音公司、乌克兰南方公司、俄罗斯能源科研生产公司和挪威克韦尔纳公司组成一个海上发射公司,它们准备在地球赤道附近的海洋上建立一个与圣马科相类似的海上发射平台,也是由两部分组成,一部分用于发射,一部分用作控制中心。不同之处是这个平台是安装在一艘船上。
这个发射平台设计有133米长,60米宽,42.5米高,重达3万多吨。支撑平台的4根大圆柱,直径就有10米以上。平台上设有环境控制的机库,火箭就放置在其中向发射场转移,另外还有将火箭竖起到发射位置的设备。平台上装有足够的供发射用的煤油和液氧,并可提供20人的食宿,人员在发射前将撤离到平台以外5000米。
海上平台发射系统另一个主要部分是装配指挥船,在港口内它将作为装配与组装设施,在海上就成为发射指挥控制中心。船上还配有直升机起落场和机库。
1996年8月,海上发射平台开始施工,1997年6月主体平台竣工,移交后即开往俄罗斯的维堡,在那里将安装俄罗斯制造的发射设备。由于海上发射比陆地发射要经济,所以现在海上发射公司已接到十几次发射的定单。崭露头角的海上发射平台就显示了其巨大的潜力。
海上发射公司所运用的运载火箭是“天顶号”。据发射公司称,“天顶号”已成功发射24次,火箭的第四级已成功飞行159次,该系统具有很高的实用性和可靠性。
海上发射公司的“天顶号”运载火箭,其有效载荷运载能力为5000千克,可将载荷运送至地球同步轨道
有关专家称,随着海上发射技术的不断成熟,将来的航天发射中心必然会由陆地转移到海洋,海上发射公司可能是这一变化的转折点。
组成
发射平台
长132米,宽67米,原为北海油田的一座石油钻井平台,遭火灾破坏,经挪威夸纳海事公司负责修复并改建成发射平台,定名为“海洋奥德赛”,重达3.1万吨。平台配有两套动力装置使它具有自主航行的能力,航速可达12节左右。海上发射场平台上新建的空调厂房可容纳多枚火箭,并可为20名工作人员提供全套生活保障设施。平台为半潜式,下方有两排浮筒,当准备发射之前,浮筒会灌入大量海水,从而下潜到发射压载深度,排水量也会提高到4.6万吨,通过这种方式增加发射时的稳定性。
总装指挥船( ACS)
长201米,排水量为3.4万吨,可容纳240名船员。甲板下有一长度67米的巨大车间用于存放和组装工作,能并排存放3枚完成总装的火箭,而且每枚火箭周围都有足够的工作空间。由挪威夸纳海事公司提供,用以进行火箭的总装,并实施发射指挥。
运载火箭
运载火箭为“天顶”号运载火箭,海射型运载火箭海上发射使用的运载火箭为“天顶”-3SL型。“天顶”系列运载火箭是一种全液体运载火箭,是苏联/俄罗斯运载火箭家族中一种较新的型号,1985年首次用于卫星发射。“天顶”系列分为两级的“天顶”-2型,三级的“天顶”-3型和“天顶”-3SL型。“天顶”-3SL为海上发射型,长61米,直径39米,以液氧和煤油为推进剂。为了满足海上发射的性能要求和提高可靠性,海射公司对火箭的一级结构进行了加强,更换了二子级和上面级的制导计算机,增加了二子级和上面级的液氧贮量,它由设在乌克兰的南方联合体制造,但第三级和整流罩分别由能源中心和波音公司制造。该火箭能把重达5吨左右的负载送入地球同步转移轨道。“天顶”型火箭具有水平组装、自动起竖和自动加注的特点,这对于海上发射来说是非常合适的。
基地港
设在美国加利福尼亚州长滩,由美国波音公司负责管理。
分类
海上发射设施可分为固定式海上发射平台和移动式海上发射平台。意大利的圣马可发射场的发射设施就属于固定式海上发射平台,在20世纪90年代前曾多次发射过卫星。移动式海上发射平台的优势在于“移动”,只有“移动”才能选择有利的发射点。20世纪90年代,由美国、乌克兰、俄罗斯和挪威等国组建的海上发射公司,采用奥德赛移动式海上发射平台,可在赤道水域的任何地点进行发射,能最大限度地发挥运载火箭的能力,具有较强的发射适应性和商业价值。
各国情况
中国情况
海上试验
2019年6月5日12时06分,中国在黄海海域用长征十一号海射运载火箭将技术试验卫星捕风一号A、B星及五颗商业卫星顺利送入预定轨道,试验取得圆满成功。这是中国首次在海上实施运载火箭发射技术试验,有利于更好地满足不同倾角卫星发射需求,促进中国商业航天发展。本次试验采用长征十一号海射型固体运载火箭,以民用船舶为发射平台,探索了中国海上发射管理模式,验证了海上发射能力。捕风一号A、B卫星将实现小卫星编队探测海面风场零的突破,可提高全天候海面风场探测能力,提升中国台风监测和气象精准预报能力。
运载火箭海上发射具有灵活性强、任务适应性好、发射经济性优等特点,可通过灵活选择发射点和航落区,满足各种轨道有效载荷发射需求,为“一带一路”沿线国家提供更好的航天商业发射服务。
国家航天局负责固体运载火箭海上发射技术试验项目的组织管理和大总体协调,中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院中国空间技术研究院分别负责火箭和卫星研制,中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司负责船舶发射平台,中国卫星发射测控系统部负责发射、测控任务组织实施。本次发射是长征系列运载火箭第306次发射。
发射位置
中国首次发射使用的是民用船舶作为发射平台,发射位置位于中国黄海海域,东经121.19度、北纬34.90度。火箭按121.6度射向实施发射,火箭飞行过程二子级残骸落入北太平洋公海。
火箭情况
长征十一号运载火箭是中国研发的绿色固体火箭,火箭及搭载物不含肼类危险物,火箭残骸不会对周边海域造成危害。
韩国情况
2021年5月31日,韩国国防部在向国会国防委员会提交的工作汇报资料中表示,随着《韩美导弹指南》的终止,韩军将为加强防卫力量,开发各种可在空中、海面发射运载火箭的平台。
优点
海上发射的优点是:航天器可充分利用赤道上地球自转的附加速度,从而节省运载火箭的燃料;对地静止轨道卫星可直接入轨,无需耗用卫星所携带的燃料进行变轨;方便选择发射区和人轨航区;增加发射卫星的灵活,可根据卫星运行轨道的要求选择最适宜的发射位置。
最新修订时间:2024-12-19 16:58
目录
概述
发展沿革
参考资料