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选址海南,为大火箭做准备-尊龙凯时平台入口

日期:2016-06-29 【 来源 : 新民周刊 】 阅读数:0
阅读提示:“比起其他几个发射中心,文昌航天发射中心的建设,更显中国航天的开放和大度。”
记者|姜浩峰
 
       “这次发射,意义非凡!”在长征七号火箭发射之前,上海市宇航学会资深科普专家李必光先生告诉《新民周刊》记者,“这意味着今后我国的大部分民用发射任务,都将改在海南发射。文昌卫星发射中心将某种程度上替代西昌卫星发射中心的地位。”
  长征七号火箭于海南文昌卫星发射中心发射升空,首先意味着从2009年9月开工,2014年10月基本竣工的文昌卫星发射中心,已正式启用。
  我国为何继内陆腹地的酒泉、太原、西昌等之后,选址海南作为火箭发射基地呢?
 
大推力火箭适合海运
  长征七号,乃至未来亦将在海南发射的长征五号,比之前发射的长征系列火箭,最大的不同在于都堪称“大个头”火箭。
  以长征七号为例,其公开的gto(地球同步转移轨道)运载能力为7吨,系我国新一代中型运载火箭,未来将承担发射货运飞船的任务,以替代之前长征二号f的绝大多数任务。比长征七号更巨的长征五号,其gto运载能力更是高达13吨,已属于标准的大推力火箭,未来将承载空间站发射的任务。
  如果说长征七号的直径、推力与之前的长征二号f还算基本相当,比如芯级直径仍保持3.35米,那么长征五号则是个“重量级选手”,其直径将达到5米。这样的“大个头”火箭假若想运往既往的发射场,很困难。
  我国之前的卫星发射基地,最早选址酒泉。比较靠谱的解释是——当年出于保密、军事需要,将之设在祖国版图西北的腹地。后来的西昌、太原等发射场选址,多多少少都考虑到这一因素。
  李必光曾经撰文称——“比起其他几个发射中心,文昌航天发射中心的建设,更显中国航天的开放和大度。它于2009年9月开工建设,由于地处文昌,也就取名文昌航天发射中心。而中国另外几个发射中心其实都是‘名不副实’的:如酒泉航天发射中心的发射点在酒泉以北300公里的额济纳旗、西昌航天发射中心的发射点在西昌北面120公里的冕宁,而太原航天发射中心的发射点在太原西北130公里的岢岚。这都是由于当时历史原因造成的,因为要保密嘛!”
  发射场在内陆腹地,火箭大多走铁路运输。在火箭直径3.35米的情况下,铁路运输,钻个山洞啥的,问题还算不大。而当大推力火箭直径达到5米以上时,将无法钻入国内许多铁路隧道。如今将发射场放到海边,就可以实现海运。
  长征七号由中国运载火箭技术研究院研发,天津航天长征火箭制造有限公司等单位负责制造。这次发射前,5月14日,由中国卫星海上测控部所属远望21号火箭运输船将之运抵海南文昌清澜港。在李必光看来,位于海南东北部的清澜港,不仅有着风景优美的海岸线,更是实打实的优良港口。
  当长征七号抵达清澜港后,再由公路运输方式将火箭分段运送至发射场区,按计划进行发射前各项测试准备工作。因为海港距离发射场较近,也就没有隧道阻隔大个头火箭的问题发生了。
  从具体的海运过程来看,即使是直径与长征二号f大体相当的长征七号,也“感觉”出了海船比铁路运输更“舒适”。长征七号运载火箭总体设计人员王旭说:“火箭走公路、铁路,就像坐‘硬板床’;乘船走海运,就好似坐‘沙发’。过载环境,简单地理解就像我们开车时,遇到的加速行驶、紧急刹车等情况。对于海运,过载环境主要表现为低频晃动。过载环境差会危害火箭的结构。”
  在长征七号安全运抵海南后,王旭统计出长征七号过载环境数值不仅优于设计值,更是仅为铁路运输过载环境数据的三分之一、公路运输的二分之一。
发射安全性胜过内陆
  当然,通过海路运输,并不意味着一点儿风险都没有。王旭说:“运输中产生的振动影响火箭内部的设备。长征七号在海运过程中,低于3级海况时,箭体振动环境较为平稳;出现4至5级海况时,船体晃动加剧,箭体振动环境相对恶劣。即使这样,长征七号合练箭海运振动环境的实测数据也远小于公路、铁路运输。”
  更重要的安全性,则在于火箭残骸对于民众的潜在威胁。
  “从前在内陆发射后,一级火箭的残骸掉到民宅上的情况都曾发生。如今在海南发射,一级火箭的残骸主要落在海里,就安全性来说,提高了不少。”李必光向记者如此解释。
  回看过往新闻——
  2012年5月27日,“长征三号乙”运载火箭一级残骸落到湖南绥宁县砸坏了民宅。
  2014年9月8日,陕西省山阳县银花镇寺背沟村一山沟有运载火箭残骸坠落,经查是太原卫星发射基地发射的“长征四号乙”运载火箭残骸。
  《新民周刊》记者注意到,火箭残骸坠落相关地区,经常会组织疏散、处置突发事件、依法赔偿等方面的业务培训。尽管一级火箭残骸掉落的地区大多属于农村,人烟并不稠密,但这并不意味着一点儿损失没有。而在海南发射,直接避免了类似损失。
  本次长征七号发射后211秒,火箭抛出整流罩。地面跟踪测量数据显示,整流罩残骸准确溅落中国南海黄岩岛附近海域。南海之滨,起步于60年前的中国航天事业,踏上了面向星辰大海的新征途。
  当然,选择海岛发射火箭,也会遇到新问题。长征七号火箭副总设计师程堂明曾向媒体表示:“在海南发射场,受气候条件影响,高度越高,风速越大,有时与地面风速会相差几级。为此,我们对火箭结构做防风加固设计,活动发射平台支撑要更有力、更稳健,火箭的‘腰部’还装有一套防风减载装置。这样的话,火箭转场可适应每秒20米以下的风速,抵抗八到九级风。”据了解,为了适应海南当地高湿的自然环境,长征七号火箭还做了周密的防水设计,能够做到雨中转场和发射。
接近赤道发射节省燃料
  卫星发射选址海南,比之从前的西昌、太原、酒泉来,更接近赤道。“地球在自转时生成离心力。纬度越低,赋予火箭的离心力也就越大。而理论上在南北两极就没有什么离心力了。”李必光向记者解释道,“换句话说,越是在纬度高的地方发射,越占不到便宜。如果放在南北两极发射火箭,基本上一点儿也占不到便宜。而在距离赤道越近的地方发射,越合算——所需要的能耗较低,使用同样燃料可以达到的速度也更快。”
  根据相关人员的测算,发射同样的卫星,在海南文昌发射的话,比之在西昌发射,同样的火箭,运载能力可提高10%至15%,卫星寿命可延长2年以上。
  文昌,如今已被航天爱好者戏称为“中国的卡纳维拉尔角”。其实,地处北纬19度的文昌,比之位处北纬28.5度的卡纳维拉尔角发射场更接近赤道,换言之,亦更能发挥节约燃料的优势。当然,就这一点来说,欧洲航天局位于赤道附近法属圭亚那的发射场,就更占优势了——处于北纬2~6°之间。而航天领域,找寻更靠近赤道的发射场,已成为某种共识。比如美国、俄罗斯、挪威、乌克兰曾欲联合开发位于赤道附近的一处发射场,但因政治原因又一度搁浅。
  回看位处海南的文昌,比之我国既有其他发射场,在节约燃料的同时,因为靠海的缘故,海边取水容易,万一火箭发射出现意想不到的状况,将“靠水吃水”,在灭火、救援等方面比之内陆更具优势。当然,此优势的确认,必须要有一个前提——燃料环保。
  早年间的火箭,大多采用四氧化二碳和偏二甲肼激发化学反应产生动力。其实对环境是有污染的,且对人体特别是肝脏等有损伤。而长征七号、长征五号运载火箭全面大量使用液氧、煤油,或者液氢、液氧这样的低温推进剂组合,成为名副其实的低温火箭,其中长征五号更是因为应用了液氢,得了“冰箭”的美誉。无毒、无污染的推进剂,使得海边发射不会对海水造成污染。
和平利用空间欢迎参观
  在长征七号发射之前一周,上海一帮航天迷就登上了前往海南岛的飞机——看火箭发射。这一点,与之前于文昌,特别是酒泉、太原等内陆地区发射火箭极不相同。
  尽管比起坐拥2800平方公里的酒泉发射中心,海南文昌卫星发射中心堪称“微型迷你版”——只占地20平方公里。但麻雀虽小五脏俱全——文昌发射中心不仅包括了发射场、指挥中心、火箭组装厂,还规划了一个太空主题公园。
  当然,这些航天迷心心念念的还真不是太空主题公园,而是为了看火箭发射现场。
  因为历史的原因,文昌,特别是酒泉与太原发射场,都有各自等级不同的保密要求。而在李必光看来,文昌航天发射中心的建设,更显中国航天的开放和大度——和平利用空间欢迎参观。
  在长征七号发射之前,当地确定了8个火箭首发观景点,总占地面积671亩,能够容纳2.53万人观看火箭升空,还能提供2624个停车位。
  此8个最佳观看点大多集中在龙楼镇,分别是文昌清澜大桥西侧桥头公园、龙楼交界处航天科普中心、龙楼镇天福云龙湾度假村、龙楼镇山海天酒店营销中心西侧、龙楼镇山海天酒店沿海沙滩、龙楼镇堂洪港(石头公园西侧)、龙楼镇213地块(石头公园西侧)、龙楼镇希尔顿酒店沿海沙滩。
  当地政府甚至提醒游客——长征七号首发前,龙楼镇许多酒店宾馆已经预订一空,首发会形成观看人潮和车潮,建议错峰观看。当然,海南文昌卫星发射中心未来将长期承担火箭发射任务,但启用首发却只有一次,尽管之后“上演”的长征五号大戏或许比长征七号更精彩,但依然无法阻挡希望观看第一次发射壮观景象的人流。
  一位曾经因工作原因在近距离观看过火箭发射的老航天人,是这样对《新民周刊》表述观看发射时的心情的:“大地在抖动,那震撼的感觉,感觉这辈子也算值了!”
 
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