海上發射平台。(央視截圖)
海上發射平台。(央視截圖)
長征十一號運載火箭完成首次海上發射。(央視截圖)
長征十一號運載火箭完成首次海上發射。(央視截圖)
點火發射瞬間。(央視截圖)
點火發射瞬間。(央視截圖)

6月5日12時6分,長征十一號海射型固體運載火箭在大陸黃海海域實施發射,以「一箭七星」方式,將捕風一號A、B星等7顆衛星送入約600公里高度的圓軌道,宣告大陸運載火箭首次海上發射技術試驗圓滿成功。

從中國航太科技集團一院瞭解到,固體運載火箭海上發射技術試驗於2019年獲得大陸國防科工局的正式立項,採用長征十一號固體運載火箭實施首次試驗。海上發射技術試驗系統由運載火箭系統、海上發射平台、測控通信系統和衛星系統4部分組成,可實現離港後一周內完成發射。

為何選海上發射?

通常,人們很難將火箭發射與大海聯繫到一起。而中國航太科技集團一院長十一火箭副總指揮金鑫表示,與陸地常規發射相比,海上發射運載火箭具有顯著優勢。

首先,落區安全是陸地發射任務設計中必須考慮的重要因素。發射前夕,需要對火箭助推器、一級和整流罩等分離體的實際落區進行人口疏散,確保地面人身安全。同時,落區的選擇不僅制約發射軌道設計,也可能影響火箭的運載能力。而通過海上航行,可以遠離人口稠密地區,靈活選擇發射點和落區,解決安全問題。

其次,在臨近赤道的地方發射衛星,不僅能節省衛星調姿變軌的燃料,還能最大限度地利用地球自轉為火箭省力。但即使是大陸最靠南的文昌衛星發射中心,位置也在北緯19度。在海上發射,可滿足各種傾角衛星的發射需求,還能服務於「一帶一路」國家,有效助推中國航太走出國門。

此外,海上發射可充分利用豐富的民用船舶資源、港口資源、測控資源,社會資源深度參與,實現航太技術與海洋工程的有效融合,帶動社會經濟高品質發展。

海上發射有多難?

海上發射好處多,難度也大。中國航太科技集團一院長十一火箭副總設計師管洪仁介紹,本次任務具有技術新、環境新、流程新、模式新等特點,成功的背後離不開技術和管理能力的提升。

管洪仁介紹,首先,由於火箭發射平台由陸地轉移到海上,海洋的新環境給火箭帶來了新的技術考驗。例如,陸基發射台發射時不會移動, 但海上發射平台起伏波動, 因此採用了一種特殊的瞄準技術和動態條件下的發射技術,來應對海水波動。

其次,在常規發射任務中,火箭的控制和監測信號通過有線通信系統傳輸,而在海射任務中,只能通過無線傳輸形式來實現,因此長征十一號海射型固體運載火箭也成為大陸首枚採用無線測發控技術實施發射的火箭。

再者,以往火箭的飛行安全控制需要地面人員監測和控制,而本次任務是由火箭自身根據飛行情況,即時自主判斷和實施的,這也是大陸火箭的首次自主安全控制。

此外,這是長征運載火箭首次以箭星組合體形式整體出廠。在海上使用的火箭還必須適應鹽霧、高濕、電磁條件複雜的海洋環境。

為什麼是長十一?

火箭那麼多,為什麼這次開創性的海上發射交給了「個子小小」的長征十一號運載火箭了呢?

這要從「長十一」的特性說起。長征十一號火箭,是大陸長征系列火箭中唯一使用固體燃料作為推進劑的火箭。

固體燃料就意味著燃料可以提前填充好,並且長期貯存。不用像液體火箭一樣在發射前進行燃料加注,節省了大量的發射流程。海上發射前,只要把火箭起豎起來,進行地面電纜的連接就可以了。

此外,長征十一號全長近21米,箭體直徑2米,長度幾乎只有其他火箭的一半。可以更加靈活快捷地進行運輸和發射。

截至目前,長征十一號固體運載火箭成功完成7次發射,其中6次陸上發射、1次海上發射,體現了長征十一號運載火箭的高性能與高可靠性。

第一批乘客都有誰?

長十一海上發射首秀,搭載了7個有效載荷,這7名乘客都是誰呢?

它們是:捕風一號A/B衛星、中電網通一號A/B衛星、吉林一號高分03A衛星、天啟三號衛星和瀟湘一號04星。

捕風一號A/B衛星主要用於颱風等極端天氣監測,精準預報颱風。目前已有的氣象監測手段多為探測高層風,其他微波探測方式也難以在任意氣象條件下獲取海面風場。捕風一號衛星有望能夠全天時獲取對於颱風預報極其重要的底層風場資料,從而精準預報颱風等極端天氣。

中電網通一號A星、B星是大陸「天地一體化資訊網路」的首發試驗星,將完成通信組網、星間測量、導航增強、對地遙感等多功能綜合測試,未來還將再發射上百顆衛星,與地面站協同工作,建立起全球覆蓋、天地一體化資訊網路系統。

其他3顆小衛星,將在高解析度對地觀測、衛星資料獲取等領域展開應用。

誰還試過海上發射?

國際上上一次海上發射,是在2014年。由俄羅斯、美國、烏克蘭、挪威等國共同出資成立的海上發射公司,1995年成立,期間經過多次重組,自首飛開始至2014年,共執行36次發射任務,其中32次成功,1次部分成功,3次失敗,成功率為88.89%。

因此,儘管已有先例,但是近五年的時間裡,海上發射一直無人問津。「長十一」的海上首秀,實現了「航太+海工」的技術融合,突破海上發射穩定性、無線通信可靠性等關鍵技術,全面驗證海上發射技術流程,為後續大規模的海上發射奠定了基礎。

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