“快響利箭”筑夢海上:靈活性強、發射經濟性優
2019-06-11 11:39:17 來源:經濟日報

長征十一號固體運載火箭(CZ-11 WEY號)實施我國首次海上發射任務取得圓滿成功。 (資料圖片)
長征十一號海射型固體運載火箭以民用船舶為發射平臺,探索了我國海上發射管理模式,驗證了海上發射能力,有利于更好地滿足不同傾角衛星發射需求
2019年6月5日12時06分,長征十一號固體運載火箭(CZ-11 WEY號)在我國黃海海域實施我國首次海上發射任務取得圓滿成功,填補了我國運載火箭海上發射空白,提供了更加安全、靈活、經濟、高效的新型發射模式。
海上發射優勢多
陸地那么大,為何一定要在海上發射運載火箭呢?長征十一號運載火箭副總指揮金鑫告訴經濟日報記者,運載火箭發射的任務目標是將有效載荷可靠、安全、經濟地送入預定軌道,與常規在陸地進行運載火箭發射不同,海上發射運載火箭具有幾大優勢。
海上發射為火箭運載能力提高提供了可行條件。一般情況下,海上發射平臺可以在海上大范圍移動,理想的發射地點是靠近赤道附近的低緯度區域。如果運載火箭在赤道附近發射,能夠最大限度地利用地球自轉速度,節省推進劑消耗量,從而提高火箭的運載能力。這意味著,同等起飛規模的運載火箭在赤道附近發射可以具有更高的運載能力,運載效率提升的同時也可以降低單位質量有效載荷發射成本。
海上發射有利于運載火箭執行特殊軌道發射任務。隨著信息技術發展,人們對海上探測提出了更高要求,小傾角衛星可以實現對某一地區的高頻次重訪,有利于數據獲取,目前數量已經越來越多。如果火箭從赤道附近發射,可以避免衛星軌道傾角變化消耗能量,既能提高火箭執行該類任務的運載能力,也可以有效提高衛星在軌壽命。目前,我國最南端發射場文昌的緯度仍然有十幾度,而海上發射不僅可有效破解我國陸地發射場難以滿足0至19度傾角衛星發射需求的問題,而且可在我國東部、南部海域選擇發射點,滿足各種傾角衛星的發射需求。
海上發射將大幅提高火箭發射安全性。我國在內陸火箭發射場周邊的火箭殘骸落區有些不是絕對的無人區,因此,科技人員在設計火箭的飛行軌跡時,寧可犧牲運載能力也要盡量避開村鎮。海面遠離人口稠密地區,通過海上航行可靈活選擇發射點和航落區,可有效解決火箭航區和殘骸落區安全性問題,也可大幅降低陸地發射人員疏散成本。
此外,海上發射可充分利用我國豐富的民用船舶資源、港口資源、測控資源、社會資源,實現航天技術與海洋工程的有效融合,不僅可形成更加經濟、高效的新型發射樣式,而且可帶動社會經濟的高質量發展。本次飛行試驗首次采用“航天+海工”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,全面驗證了海上發射技術流程,初步構建了多方融合、資源共享的海上發射模式。
技術創新能力強
長征十一號副總設計師管洪仁告訴記者,首次海上發射成功的背后更多的是技術能力和管理能力的提升。
由于火箭發射平臺由陸地轉移到茫茫大海上,海洋的新環境為長征十一號帶來了新的技術考驗。
首先,陸基發射臺發射時不會移動,但海上發射平臺是起伏波動的,因此研制團隊采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,對火箭的控制和監測信號在陸基發射中要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。再次,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實時自主判斷和實施的,這也是我國火箭的首次自主安控。另外,以往長征十一號火箭要分幾個部分運往陸基靶場,并在陸基靶場完成組裝、測試,而此次全箭對接、衛星對接以及測試工作前移至總裝廠完成,由此形成了全新的技術流程和運輸模式。
本次海上發射是長征運載火箭首次以箭星組合體形式整體出廠,運輸至港口后僅需2至3日測試準備即可登船,航行到指定海域后可隨時進行發射,這樣的速度可謂名副其實的“快響利箭”。
長征十一號總指揮李同玉介紹,后續我國還將繼續開展多次海上發射試驗,充分驗證各種軌道發射的適應性,進一步優化發射流程,有效形成能力。在此基礎上,將進一步建設專業化的海上發射母港,滿足星箭對接、測試和技術準備;建設海上發射專用平臺,實現固液兼容的全球海域發射能力,滿足低緯度地區衛星組網發射需求。
“許多‘一帶一路’沿線國家都位于赤道附近。未來我們可以把火箭和發射平臺駛到他們的港口,為他們提供便捷的衛星發射服務。”李同玉說。
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