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海上凌云霄天宇新“长征”

2019-06-20 20:10:30 来源:光明日报
记者 崔兴毅 编辑:邱令璐
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  6月5日11时06分,距离发射时间还有1小时。与火箭相距约3公里的保障船操作室里,天气状况赫然在目:雾,21摄氏度,风速每秒4米,云量10成,能见度4公里……

  控制系统开始加电,遥测系统启动记录,发送数据……

  “30分钟准备!”卫星系统、控制系统、遥测系统向指挥部报告人员撤离情况。

  “50秒!”“40秒!”“30秒!”轮渡上所有人都凝视着3公里外驳船搭起的发射平台。

  “3、2、1,点火!”

  12时06分01秒。一声令下,浓烟升起,火箭尾部开始燃烧,火红映满了海面。在巨大推力下,托举着七颗卫星的长征十一WEY号运载火箭(以下简称“长十一火箭”)从我国黄海海域腾空起飞,巨大的轰鸣声响彻黄海。

  “星箭分离,太阳帆板展开,一切顺利!”首次火箭海上发射成功,中国在浩瀚宇宙的新“长征”由此开启。

  1 填补了我国火箭发射的空白领域

  海上火箭发射,顾名思义就是通过在海上搭建固定或移动火箭发射平台的方式,为运载火箭提供可以在海上发射的条件。随着社会经济的快速、高质量发展,人们对航天发射活动的需求量日益增加,陆地人口稠密,航天火箭发射航落区安全性问题日益突出。

  “二十世纪六七十年代建立的内陆火箭发射场周边的火箭残骸落区不再是绝对的无人区,在设计火箭的飞行轨迹时,宁可牺牲运载能力也要尽量避开村镇;同时,在每次发射任务之前,还要将落区内百姓疏散到安全地带,这给当地百姓也带来极大不便,增加了火箭发射的经济成本和工作难度。”长十一火箭总指挥李同玉介绍,海面远离人口稠密地区,与传统的陆上发射相比,通过海上航行可灵活选择发射点和航落区,可有效解决火箭航区和残骸落区安全性问题,也可大幅降低陆地发射人员疏散成本。

  据悉,海上发射还有利于运载火箭执行特殊轨道发射任务。随着信息技术的发展,人们对海上探测提出了更高要求,小倾角卫星可以实现对某一地区的高频次重访,有利于数据的获取。

  长十一火箭副总指挥金鑫介绍,建设海上平台可以弥补我国低纬度地区火箭发射的运载能力。“比如,文昌是我国最南边的发射场,但依然有十几度的纬度,如果要从赤道地区发射卫星,就不得不消耗更多的燃料;而海上发射则有效破解了我国陆地发射场难以满足0至19度倾角卫星发射需求的问题,并且可在我国东部、南部海域选择发射点,满足各种倾角卫星的发射需求,提高火箭的运载能力和卫星的在轨寿命,填补了我国火箭发射的空白领域。”金鑫举例说。

  据统计,未来10年,国内商业小卫星发射需求约1700颗,国外商业小卫星发射需求约6200颗。金鑫告诉记者,海上发射可充分利用我国丰富的民用船舶、港口、测控和社会资源等,实现航天技术与海洋工程的有效融合,形成更加经济、高效的新型发射样式,助推中国航天走出国门。

  2 我国海射火箭技术完全自主

  以往的火箭发射都是在陆地,这次发射平台由陆地转移到海上,海洋的新环境为长十一火箭带来了新的技术考验。

  “我国是继美、俄之后,世界上第三个掌握海射技术的国家,而且我国海上发射所用的运载火箭和发射平台都是自主研制的。”长十一火箭副总设计师管洪仁告诉记者,本次任务的特点是“四新”,即技术新、环境新、流程新、模式新。

  海上环境不同于陆地,使用的火箭必须适应盐雾、高湿、电磁条件复杂的海洋环境。管洪仁介绍,长十一火箭由中国运载火箭技术研究院抓总研制,全长近21米,重58吨,可以将500公斤的有效载荷送入500公里的太阳同步轨道,是长征系列火箭中唯一的固体火箭。“与液体燃料火箭相比,固体火箭从测试到完成发射仅需一天甚至更短的时间,具有可整体贮存、操作简便、发射成本低、发射周期短、发射模式新的特性。”管洪仁说。

  长十一火箭运达港口后仅测试两天便登船出海,到达指定海域后随即发射,可谓“快响利箭”。除了火箭自身优势外,全新严谨的流程是保障此次发射任务圆满完成的重要因素。

  “此次海射,长征运载火箭由总装厂经铁路和公路直接运至港口,是首次以箭星组合体的形式整体出厂。”管洪仁告诉记者,以往长十一火箭要分几个部分运往陆基靶场,并在陆基靶场完成组装、测试;而此次发射海域的海阳港码头没有专用火箭测试厂房,因此全箭对接、卫星对接以及测试工作只能前移至总装厂完成,由此带来了全新的技术流程和运输模式。

  “可以说,这是一套不可逆的流程,是对组织管理和质量管控的严峻挑战,要求我们的工作人员必须严慎细实地完成好每一道工序。”李同玉说。

  相较于陆地发射,海上发射平台因受海浪影响,存在起伏波动的问题。“我们采用了一种特殊的瞄准技术和动态条件下的发射技术来应对海水波动。此外,在陆基发射中,火箭的控制和监测信号可通过有线通信系统传输,而在海射时只能通过无线传输形式来实现,所以此次海射在国内首次采用了无线测发控技术。”管洪仁介绍。

  “以往火箭的飞行安全控制需要地面人员进行监控,本次任务是由火箭自身根据飞行情况实时自主判断和实施,这也是我国火箭的首次自主安全控制。”管洪仁说,此次发射首次采用“航天+海工”的技术融合,突破了海上发射稳定性、无线通信可靠性等关键技术,全面验证了海上发射技术流程,构建了多方融合、资源共享的海上发射模式。

  3 惠及世界彰显大国胸怀

  作为我国商业航天领域的探索者和领跑者,长十一火箭研制团队率先开通“太空班车”“太空专车”“太空顺风车”等多样化卫星发射服务,深受客户欢迎。

  针对商业航天市场资源和多元需求,长十一火箭研制团队不断探索新的合作模式。“此次海射任务首次尝试赞助商冠名的方式,将长十一号运载火箭命名为‘CZ-11 WEY号’,以更加开放的心态、更为灵活的融合模式打造多元化商业航天投入体系,以市场规则配置技术、资金、人才等要素,创造了商业航天更大的市场机遇和经济价值。”李同玉表示。

  据悉,长十一火箭团队后续还将继续开展多次海上发射试验,充分验证各种轨道发射的适应性,进一步优化发射流程,有效形成能力。

  “许多参与‘一带一路’倡议的国家都位于赤道附近,未来我们可以把火箭和发射平台驶到相应的港口,为他们提供便捷的卫星发射服务。”李同玉说。

  此次“一箭七星”搭载发射了航天科技集团五院研发的捕风一号A/B卫星、天仪研究院研发的潇湘一号04星(娄星号)等7颗卫星。其中,捕风一号A/B卫星可用于台风等极端天气监测,准确测量海面风场,实现精准预报台风。

  目前已有的气象监测手段多为探测高层风,其他微波探测方式难以在任意气象条件下获取海面风场。“捕风一号卫星利用了导航卫星中的L波段进行风场探测,该波段信号具有良好的大气穿透特性,能够全天时获取对于台风预报极其重要的底层风场数据,从而精准预报台风等极端天气。”捕风卫星总设计师白照广介绍,后续还将逐步建设捕风卫星星座,进一步提高海面风场测量的实时性,完善我国气象领域海洋/陆地遥感、大气探测和电离层的监测体系,同时服务于“一带一路”沿线国家的气象保障和防灾减灾。

   (本报青岛6月5日电 本报记者 崔兴毅)

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