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中国航天解锁发射新姿势:长征十一号运载火箭完成海射首秀

科普小知识2021-08-13 18:31:50
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6月5日12: 06,中国在黄海成功完成了长征11号运载火箭“一箭七星”海上发射技术试验。这是中国首次在海上发射太空,填补了中国运载火箭海上发射的空白,为中国快速进入太空提供了一种新的发射方式。

中国航天解锁发射新姿势:长征十一号运载火箭完成海射首秀

根据中国国家航天局发布的信息,长征11号运载火箭发射的7颗卫星包括发射技术试验卫星“捕风1号甲”、“乙”和5颗商业卫星。火箭发射点位于东经121.19度和北纬34.90度。火箭在121.6度发射,第二级碎片在飞行过程中落入北太平洋公海。

据报道,长征11号运载火箭是中国长征系列火箭中第一种也是唯一一种固体运载火箭。由中国运载火箭技术研究院开发,总长近21米,重58吨,起飞推力120吨,可将500公斤的有效载荷送入500公里的太阳同步轨道。到目前为止,长征11号运载火箭已经完成了7次发射,7次战争和7次胜利,包括6次陆上发射和1次海上发射。

在海上发射火箭有什么好处?

无论是1957年人类第一次成功地将卫星送入太空,还是后来“土星”5号火箭和“阿波罗”11号宇宙飞船在月球上留下了人类的足迹,这些火箭都是从陆地航天发射场发射的。在5900艘载人飞船中,99%来自陆地。那么,既然在陆地上发射火箭的技术已经相当成熟,为什么还要在海上发射呢?

运载火箭应该在海上发射的原因是,海洋可以*选择适合发射的海域。由于赤道地区在地球上具有最高的线性旋转速度-465.1米/秒,卫星发射地点离赤道越近,它就能更好地利用地球的旋转速度。

“与在高纬度地区发射相比,在赤道地区发射同一枚火箭可以增加近20%的运载能力,从而运载更重的卫星,并降低发射成本。这给在海上发射火箭带来了巨大的优势。”太空专家黄植诚说。

因此,许多国家的卫星发射场选择靠近赤道的低纬度地区。例如,美国卡纳维拉尔角发射场位于北纬28度,中国新建的文昌发射场位于南纬19度,位于法属圭亚那(南美洲)的欧洲航天局库鲁发射场位于北纬5度,非常靠近赤道。“海上运载火箭也可以*选择卫星的轨道进入角度。如果卫星以最佳角度进入轨道,其运行寿命可以延长,从而降低运行卫星的成本。”黄植诚补充道。

除了上述优点,安全也是海上发射的一个重要优点。在海上发射火箭的另一个优点是海面比陆地更宽。在海上发射火箭时,其导航区和着陆区远离人口密集区。火箭碎片可以直接落入海中,不会造成人员伤亡和财产损失,从而大大提高了火箭发射的安全性。即使在海上发射的火箭在发射过程中发生故障甚至爆炸,它也不会产生像地面发射事故那样大的影响。

此外,海上发射可以充分利用我国丰富的民用船舶资源、港口资源和测控资源。社会资源深度介入,实现空间技术与海洋工程的有效融合,促进高质量的社会经济发展。

在海上发射有多难?

在海上下水有许多优点,但也有很大的困难。火箭一处处长、副总设计师关宏仁表示,此次任务具有新技术、新环境、新工艺、新模式的特点。没有技术能力和管理能力的提高,就不可能取得成功。

海上发射对火箭的性能提出了更高的要求:海上供应能力有限,火箭的测试和发射越简单越好。在发射过程中,还面临着海面晃动和高温热流引导的问题,这就要求运载火箭采用合适的控制和发射方法。

关宏仁表示,与陆基发射台相比,波动的海上平台给发射带来了新的技术测试。因此,任务组采用了特殊的瞄准技术和动态条件下的发射技术来应对新的发射环境。

在常规发射任务中,火箭控制和监测信号通过有线通信系统传输,而在海上发射任务中,只能通过无线传输实现。因此,“CZ-11 WEY”也成为中国第一个使用无线测量、发射和控制技术发射的火箭。

过去,火箭的飞行安全控制需要地面人员的监控。这项任务是基于火箭本身根据飞行条件的实时自主判断。这是中国火箭首次实现自主安全控制。

此外,在过去,长11火箭被运送到陆基靶场的几个部分,以完成组装和测试。然而,这项任务没有专门的火箭测试设备。整个火箭对接、卫星对接和测试工作只能前移至总装厂来完成,从而带来全新的工艺流程和运输模式。这是长征运载火箭首次以箭星组合的形式发射。它将通过铁路和公路从装配厂运输到港口。到达港口后,只需要2到3天就可以进行测试并准备登船。它可以在航行到指定海域后随时发射。与过去相比,这一工作流程不仅大大缩短,而且在整个过程中不可逆转,这是对组织管理和质量控制的严峻挑战。

业内专家表示,本次试飞首次采用“空间+海洋工程”技术集成,突破了海上发射稳定性、无线通信可靠性等关键技术,充分验证了海上发射技术流程,初步构建了多方集成、资源共享的海上发射模式。

长征11号运载火箭总指挥李同育表示,后续火箭研发团队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,有效形成全球海上发射能力。

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