6月5日,我國在黃海海域使用長征十一號運(yùn)載火箭(CZ-11 WEY號)成功完成“一箭七星”海上發(fā)射技術(shù)試驗(yàn),這是我國首次在海上進(jìn)行航天發(fā)射,填補(bǔ)了我國運(yùn)載火箭海上發(fā)射的空白,為我國快速進(jìn)入太空提供了新的發(fā)射方式。
通常,人們很難將火箭發(fā)射與大海聯(lián)系到一起。但是與陸地常規(guī)發(fā)射相比,海上發(fā)射運(yùn)載火箭具有顯著優(yōu)勢。
落區(qū)安全是內(nèi)陸發(fā)射任務(wù)設(shè)計(jì)中必須考慮的重要因素。發(fā)射前夕,需要對火箭助推器、一級和整流罩等分離體的實(shí)際落區(qū)進(jìn)行人口疏散,確保地面人身安全。同時,落區(qū)的選擇不僅制約發(fā)射軌道設(shè)計(jì),也可能影響火箭的運(yùn)載能力。而通過海上航行,可以遠(yuǎn)離人口稠密地區(qū),靈活選擇發(fā)射點(diǎn)和落區(qū),解決安全問題。
在臨近赤道的地方發(fā)射衛(wèi)星,不僅能節(jié)省衛(wèi)星調(diào)姿變軌的燃料,還能最大限度地利用地球自轉(zhuǎn)為火箭省力。但即使是我國最靠南的文昌衛(wèi)星發(fā)射中心,位置也在北緯19度。在海上發(fā)射,則可以填補(bǔ)我國零至19度傾角衛(wèi)星發(fā)射能力的空白,滿足各種傾角衛(wèi)星的發(fā)射需求,還能服務(wù)于“一帶一路”國家,有效助推中國航天走出國門。
此外,海上發(fā)射可充分利用我國豐富的民用船舶資、港口資源、測控資源,社會資源深度參與,實(shí)現(xiàn)航天技術(shù)與海洋工程的有效融合,帶動社會經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。
海上發(fā)射好處多,難度也大,具有技術(shù)新、環(huán)境新、流程新、模式新特點(diǎn),成功的背后離不開技術(shù)能力和管理能力的提升。
相比陸基發(fā)射臺,起伏波動的海上平臺給發(fā)射帶來了新的技術(shù)考驗(yàn),為此任務(wù)團(tuán)隊(duì)采用了一種特殊的瞄準(zhǔn)技術(shù)和動態(tài)條件下的發(fā)射技術(shù),來應(yīng)對發(fā)射新環(huán)境。
在常規(guī)發(fā)射任務(wù)中,火箭的控制和監(jiān)測信號通過有線通信系統(tǒng)傳輸,而在海射任務(wù)中,只能通過無線傳輸形式來實(shí)現(xiàn),因此“CZ-11 WEY”也成為國內(nèi)首枚采用無線測發(fā)控技術(shù)實(shí)施發(fā)射的火箭。
陸地發(fā)射需要發(fā)射場,而海上沒有固定的發(fā)射場和塔架,究竟是如何實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)射的呢?答案就是這艘大型半潛式駁船啦!它的甲板面積十分巨大,長110米,寬近80米,面積超過一個標(biāo)準(zhǔn)的足球場。由它改裝成的發(fā)射平臺,可以同時容納下火箭、各種保障車輛以及各種設(shè)備。
跟陸地上一樣,雖然是臨時搭乘了一回船,發(fā)射塔架還是必不可少的。這個高15.5米的家伙就是海上發(fā)射的特別定制!在發(fā)射之前,長征十一號將在塔架的牽引下完成起豎,同時塔架還將保證整個火箭箭體的穩(wěn)定。
火箭那么多,為什么這次開創(chuàng)性的海上發(fā)射交給了“個子小小”的“長十一”了呢?
這要從“長十一”的特性說起。長征十一號火箭,是我國長征系列火箭中唯一使用固體燃料作為推進(jìn)劑的火箭。
固體燃料就意味著燃料可以提前填充好,并且長期貯存。不用像液體火箭一樣在發(fā)射前進(jìn)行燃料加注,節(jié)省了大量的發(fā)射流程。海上發(fā)射前,只要把火箭起豎起來,進(jìn)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。當(dāng)然了,個子小也有個子小的優(yōu)勢,它就可以更加靈活快捷地進(jìn)行運(yùn)輸和發(fā)射。
截至目前,長征十一號固體運(yùn)載火箭成功完成7次發(fā)射,其中6次陸上發(fā)射、1次海上發(fā)射,體現(xiàn)了長征十一號運(yùn)載火箭的高性能與高可靠性。
長十一海上首秀,搭載了7個有效載荷,這7名乘客都是誰呢?
它們是:捕風(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。
捕風(fēng)一號A/B衛(wèi)星主要用于臺風(fēng)等極端天氣監(jiān)測,可準(zhǔn)確測量海面風(fēng)場,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)報(bào)臺風(fēng)。目前已有的氣象監(jiān)測手段多為探測高層風(fēng),其它微波探測方式也難以在任意氣象條件下獲取海面風(fēng)場。捕風(fēng)一號衛(wèi)星有望能夠全天時獲取對于臺風(fēng)預(yù)報(bào)極其重要的底層風(fēng)場數(shù)據(jù),從而精準(zhǔn)預(yù)報(bào)臺風(fēng)等極端天氣。
中電網(wǎng)通一號A星、B星是我國“天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”的首發(fā)試驗(yàn)星,將完成通信組網(wǎng)、星間測量、導(dǎo)航增強(qiáng)、對地遙感等多功能綜合測試,未來還將再發(fā)射上百顆衛(wèi)星,與地面站協(xié)同工作,建立起全球覆蓋、按需服務(wù)的天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
其他3顆小衛(wèi)星,將在高分辨率對地觀測、衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域展開應(yīng)用。
國際上上一次進(jìn)行海上發(fā)射,還是在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(fā)射公司,1995年成立,其間經(jīng)過多次重組,自首飛開始至2014年,共執(zhí)行36次發(fā)射任務(wù),其中32次成功,1次部分成功,3次失敗,成功率為88.89%。
因此,盡管此前已有先例,但是近5年的時間里,海上發(fā)射一直無人問津?!伴L十一”這一次的海上首秀,實(shí)現(xiàn)了“航天+海工”的技術(shù)融合,突破海上發(fā)射穩(wěn)定性、無線通信可靠性等關(guān)鍵技術(shù),全面驗(yàn)證海上發(fā)射技術(shù)流程,為我國后續(xù)大規(guī)模的海上發(fā)射奠定了基礎(chǔ)。