發(fā)射成功:中國首次海上發(fā)射圓滿成功,構(gòu)建多方融合發(fā)射新模式

6月5日12時06分,長征十一號運載火箭(簡稱“長十一火箭”)點火起飛,成功將捕風(fēng)一號A/B衛(wèi)星、中電網(wǎng)通一號A/B衛(wèi)星、吉林一號高分03A衛(wèi)星、天啟三號衛(wèi)星和瀟湘一號04星等7顆衛(wèi)星送入600公里高度的圓軌道。
本次飛行試驗首次采用“航天+海工”技術(shù)融合,突破海上發(fā)射穩(wěn)定性、安全性、可靠性等關(guān)鍵技術(shù),全面驗證了海上發(fā)射試驗流程,初步構(gòu)建了多方融合的海上發(fā)射模式。

海上發(fā)射的優(yōu)點
長十一火箭是長征系列火箭家族第一型也是唯一一型固體運載火箭,由火箭院抓總研制,全長近21米,重58噸,起飛推力120噸,可將500公斤的有效載荷送入500公里的太陽同步軌道。

為什么要進行海上發(fā)射試驗?
隨著社會經(jīng)濟的快速、高質(zhì)量發(fā)展,人們對航天發(fā)射活動的需求量日益增加,陸地人口密度更加稠密,火箭發(fā)射航落區(qū)安全性問題日益突出。與傳統(tǒng)的陸上發(fā)射相比, 海上發(fā)射不僅能有效解決火箭航區(qū)和殘骸落區(qū)安全性問題,大幅降低陸地發(fā)射人員疏散成本,還可以靈活選擇發(fā)射點和航落區(qū)。一般情況下,海上發(fā)射平臺可以在海上大范圍移動,理想的發(fā)射地點是靠近赤道附近的低緯度區(qū)域,火箭在這附近發(fā)射,能夠最大限度地利用地球自轉(zhuǎn)速度,節(jié)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(guī)模的火箭在赤道附近發(fā)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發(fā)射成本。

對內(nèi)陸發(fā)射而言,落區(qū)安全是發(fā)射任務(wù)設(shè)計中必須考慮的重要因素。落區(qū)選擇不僅影響制約發(fā)射軌道設(shè)計,還可能由于落區(qū)選擇問題而降低火箭運載能力;在實際發(fā)射中,還需要疏散落區(qū)內(nèi)的人員,確保安全。而海上發(fā)射,落區(qū)可選擇范圍很大,對火箭而言發(fā)射軌道設(shè)計更加方便,落區(qū)安全性也可以大幅提升。
其次,海上發(fā)射流程也更加精簡,火箭到達港口后僅需2至3日的測試準備即可登船出海,駁船一旦到達指定海域,就可以隨時準備發(fā)射,這樣的速度可謂名副其實的“快響利箭”。

再者,隨著信息技術(shù)發(fā)展,人們對海上探測提出了更高的要求,小傾角衛(wèi)星可以實現(xiàn)對某一地區(qū)的高頻次重訪,有利于數(shù)據(jù)獲取,目前數(shù)量越來越多。據(jù)統(tǒng)計,未來10年商業(yè)小衛(wèi)星發(fā)射需求國內(nèi)約1700顆,國外約6200顆,并且不同傾角的衛(wèi)星并存。如果火箭從赤道附近發(fā)射,可以避免衛(wèi)星軌道傾角變化消耗能量,既能提高火箭的運載能力,又可以有效提高衛(wèi)星在軌壽命。我國陸地發(fā)射場難以滿足0至19度傾角衛(wèi)星發(fā)射需求,而海上發(fā)射可在我國東部、南部海域選擇發(fā)射點,有效破解這一難題,可服務(wù)于一帶一路國家,有效助推中國航天走出國門。
同時,海上發(fā)射可充分利用我國豐富的民用船舶、港口、測控等社會資源深度參與,實現(xiàn)航天技術(shù)與海洋工程的有效融合,不僅可以形成更加經(jīng)濟、高效的新型發(fā)射模式,而且能夠帶動社會經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。
應(yīng)該說,海上發(fā)射是一種安全、靈活、經(jīng)濟、高效的發(fā)射模式,填補了我國航天領(lǐng)域空白,進一步豐富了航天運輸體系。

海上發(fā)射的亮點
本次任務(wù)有“四新”,即新技術(shù)、新環(huán)境、新流程、新模式。
新技術(shù)。海上環(huán)境特殊,為應(yīng)對海水波動及通信限制,長十一火箭突破了前后端無線遠控、箭上自主智能安控、海上動基座瞄準等6項關(guān)鍵技術(shù),成為國內(nèi)首個采用無線測發(fā)控技術(shù)實施發(fā)射的型號。同時,本次任務(wù)中,火箭根據(jù)自身飛行情況,進行實時自主飛行安全控制,這也是我國火箭的首次自主安控。
新環(huán)境。海上鹽霧、高濕、電磁條件復(fù)雜,試驗人員克服重重困難,同時使用衛(wèi)星通信、寬帶通信等手段;火箭具備了海上動態(tài)條件下,五級海況運輸、四級海況發(fā)射的能力。
新流程。以往,長十一火箭要分幾個部分運往陸基發(fā)射場, 并完成組裝、測試,而港口碼頭沒有火箭專用的測試廠房,這些工作只能在北京的總裝廠完成?;鸺D(zhuǎn)運至海港后,僅需2天即可完成測試,火箭離港后,一周之內(nèi)均可發(fā)射,全新的流程進一步提高了火箭的快速響應(yīng)能力。
新模式。此次海上試驗是長征系列運載火箭首次以星箭組合體形式整體出廠,并采用“鐵路+公路+海運”的全新運輸模式?;鸺礁酆蟛恍枰荛L時間的測試準備即可登船,航行到指定海域后可隨時進行發(fā)射,效率大幅提升。

海上發(fā)射的商業(yè)優(yōu)勢
作為我國商業(yè)航天領(lǐng)域的探索者和領(lǐng)跑者,長十一火箭研制團隊率先開通了“太空班車”、“太空專車”和“太空順風(fēng)車”等多樣化衛(wèi)星發(fā)射服務(wù),深受客戶歡迎。
針對商業(yè)航天市場資源和多元需求,研制團隊不斷探索新的合作模式。本次任務(wù)首次嘗試了贊助商冠名的方式,將火箭命名為“CZ-11 WEY號”,以更加開放的心態(tài),更為靈活的融合模式,打造多元化商業(yè)航天投入體系,以市場規(guī)則配置技術(shù)、資金、人才等要素,創(chuàng)造了商業(yè)航天更大的市場機遇和經(jīng)濟價值,可以說引領(lǐng)了我國運載火箭商業(yè)化發(fā)展。

同時,本次海上試驗航天企業(yè)與海工企業(yè)首次強強聯(lián)合,牽引帶動了航天、海工領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新,建立開放、共享的海上發(fā)射體系,構(gòu)建了多方融合海上發(fā)射模式,為可重復(fù)使用火箭海上回收平臺等技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ),是建設(shè)航天強國與海洋強國的有效融合。
后續(xù)長十一火箭還將開展多次海上試驗,充分驗證各種軌道發(fā)射的適應(yīng)性,進一步優(yōu)化發(fā)射流程,有效形成能力。在此基礎(chǔ)上,進一步建設(shè)專業(yè)化的海上發(fā)射母港,滿足星箭對接、測試和技術(shù)準備等需求;建設(shè)海上發(fā)射專用平臺,實現(xiàn)固液兼容的全球海域發(fā)射能力,滿足低緯度地區(qū)衛(wèi)星組網(wǎng)發(fā)射需求,為“一帶一路”沿線國家提供更為便利的航天發(fā)射服務(wù)。
來源:中國運載火箭技術(shù)研究院