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我国首次海上发射成功,啥是海上发射?

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今天12时06分,长征十一号运载火箭成功完成“一箭七星”海上发射技术试验,这是我国首次在海上进行航天发射,填补了我国运载火箭海上发射空白,为我国快速进入太空提供了新的发射方式!

说起火箭发射大家可能都不陌生

无非是从陆地上的发射场发射火箭

其实还有一种非常酷的发射方式呦

那就是海上发射

1999年3月28日,人类第一次成功进行了海上发射

距今已经整整20年啦

今天,我们就来聊聊

关于海上发射的那些事

在海上建造发射平台进行火箭发射曾被认为是不可能完成的事,但总有人敢于挑战、迎难而上。

1995年,美国联合俄罗斯、乌克兰、挪威等国开始实施“海上起飞”计划。经过4年探索打造,一座名为奥德赛的大型可移动发射台在太平洋夏威夷东南约2400千米、西经154度的赤道附近耸立而起。

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奥德赛海上发射平台

奥德赛发射平台长132米、宽67米、高42.5米、重3.1万吨,其中支撑平台的4根圆柱直径超过10米,平台上的主控台离海面78米,配套的海上发射指挥船长度为201米,装备有火箭组装及发射任务控制设备,能容纳240人。

1999年3月28日,在奥德赛移动海上发射平台上,由乌克兰和俄罗斯联合打造的天顶-3SL三级火箭把美国的一个重4.5吨的银河11号模拟卫星送入近地点655千米、远地点36011千米的预定轨道,并取得了成功。从此,航天发射多了一条新途径。

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天顶-3SL三级火箭在奥德赛海上发射平台上发射

也许有人会有这样的疑问,当时陆上发射技术相对来说已经很成熟了,为什么还要冒险尝试海上发射呢?

“想去哪发就去哪发”

海上发射可以随意选择发射地点的说法可能略有夸张,但与陆上发射相比,海上发射确实灵活多了。

我们知道发射地点越靠近赤道,发射运载火箭的过程就能最大限度地利用地球自转的推力,减少燃料使用的同时还能增加火箭的运载能力。

国际上公认的比较理想的陆上发射场(点击了解更多呦)是设在南美洲圭亚那的库鲁航天发射中心,该发射场的纬度为北纬5°。同样质量的地球同步轨道卫星,从库鲁航天发射中心发射要比从地处北纬28.5°的肯尼迪航天发射中心发射节省15%的推进剂。而比库鲁航天发射中心更具纬度优势的应该就是海上发射了。

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库鲁航天发射中心

以奥德赛移动海上发射平台为例,它可以移动到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,陆地上的任何一座发射场在这一点上几乎都无法与它相比。听起来是不是有点霸气,但有能力就是“任性”!

效率是王道

不知道大家有没有在家里找Wi-Fi信号的经历,有时一堵墙就能削弱信号。同样的道理,陆上发射火箭时,测控信号的发送和收取需要“翻山越岭”,这样会降低测控效率。

测控效率其实是很关键的,它可以监测航天器的飞行状态,规避撞击、坠落等带来的意外风险,高效的测控效率是航天器安全飞行的保障。

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测控网几乎覆盖世界各地

海平面上一望无际,几乎没有任何遮挡,所以海上发射在一定程度上可以避免测控效率低的问题。

发射有风险,安全很重要

火箭发射的过程中,尽管已经经过严密的计算,会最大限度地保障发射区附近人们生产、生活的安全,但有时火箭残骸等还是会对人们的生产和生活造成不利的影响。

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航天器的碎片和残骸

海上发射几乎可以避免此类情况发生。海上发射平台附近往往是一望无际的海平面,火箭发射后,助推器及第一、二级火箭残骸会落入水中,不会威胁到人们的安全,同时也不会殃及地面设施。

海上发射具有这么多优点,为什么陆上发射场依然是火箭发射的主要选择呢?

原因就是火箭发射对地面系统的要求还是很高的,海上发射平台上的很多配套设施并不完善。有些发射技术难度大或对发射场系统要求较高的火箭是不适合在海上发射的,比如液体火箭、重型火箭等。

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在陆上发射场待发的重型猎鹰火箭

此外,海上天气情况复杂,多雨和台风,发射平台也比较容易受到海盐空气的侵蚀,如果选择在海上发射,需要火箭具有更高的适应性。因而,选择陆上发射目前还是最实际也是最安全的选择。而海上发射是一个“潜力股”,它将作为陆上发射的补充,获得长足发展。

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海上易发生台风等恶略天气

今天发射的长征十一号运载火箭是我国研发的绿色火箭,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。

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正在组装的长征十一号运载火箭

长征十一号是我国首个通用型固体运载火箭,具备五级海况运输、三级海况发射的能力。实施长征十一号运载火箭海上发射可满足日益增长的低倾角小卫星发射需求;且发射点可灵活选择,航落区大多为公海,能有效解决航落区安全性问题。突破海上发射关键技术,还能为可重复使用运载火箭海上回收等技术发展奠定基础。

参考文献/《航天博览365》、《中华民族的航天梦——载人航天知识问答》、中国航天科技集团有限公司官网

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科普中国俄体镇023
太傅级
2022-05-22