中国海上航天发射常态化：提升发射效率掌握独特优势
本报特约记者 晨 阳 本报记者 马 俊
9月15日上午9时23分，中国长征十一号运载火箭从位于黄海海域的“德渤3号”动力船上腾空而起，顺利将9颗“吉林一号”高分03-1组卫星送入预定轨道。这是长征十一火箭的首次海上商业化应用性发射，它不但进一步验证了海上发射的可靠性，也标志着中国海上发射常态化时代的到来。
再创多个“首次”
据航天科技集团运载火箭技术研究院长征十一号运载火箭副总指挥金鑫介绍，此次任务是长征十一号火箭连续10次高精度入轨，也是长征十一号火箭执行的第二次海上发射任务和首次海上商业化应用发射。“此次发射任务是一次真正意义上的海上商业化应用发射，不仅一次性将9颗吉林一号卫星送入太阳同步轨道，而且进一步优化海上发射技术流程，提升了海上发射技术的安全性和可靠性，为未来实现海上发射常态化、高频次奠定了基础。”
在谈及此次发射任务与第一次海上发射有何不同时，长征十一号火箭总设计师彭昆雅说，执行此次任务的火箭是直接在东方航天港完成火箭总装测试和星箭对接后，由“德渤3号”从海阳港运输至黄海预定海域实施发射，彻底打破以往火箭生产与发射场分离的格局，减少了分解和总装次数及长距离铁路运输环节，首次实现火箭总装测试发射一体化，大幅缩短发射链条，提高发射效率和效益。
此外，与第一次海上发射使用的“泰瑞”号驳船相比，这次以“德渤3号”动力船作为发射平台，自主航行至该区域。据介绍，国内与“德渤3号”类似的船只有多艘，可根据发射计划灵活选用，不会受某艘具体船只档期的限制，而且它自身有动力，行驶速度更快，可快速运抵发射海域实施发射，发射效率更高。
彭昆雅还介绍说，这也是长征十一号首次在海上实施太阳同步轨道的海上发射。“太阳同步轨道的发射射向固定，海上发射选择的发射海域和发射点一旦得到验证，后续可以固化下来。由于太阳同步轨道的发射任务比较频繁，且陆地发射残骸落区选择越来越困难，海上发射的成功实施将突显轨道适应性更强这一优势。”
在此期间还发生了一个小插曲。台湾《联合报》15日称，微博14日流传的长征十一号火箭海上发射示意图显示，火箭从黄海发射后，自北向南穿越台湾本岛上空，向南海上空飞去。由于发布这张轨迹图的微博账号还特地标注火箭‘从中国台湾岛上空飞过’，竟被岛内绿媒小题大做地称为“极具挑衅的举动”。
海上发射有三大优势
中国已经建有四大陆地航天发射场，为何还要大力发展海上航天发射呢？据专家介绍，海上发射首先为提高火箭运载能力提供了可行条件。航天发射的理想地点是靠近赤道附近的低纬度区域，这样能最大限度地利用地球自转速度，节省推进剂消耗量，从而提高火箭的运载能力。同等起飞规模的运载火箭在赤道附近发射可以具有更高的运载能力，运载效率提升的同时也可以降低单位质量有效载荷发射成本。受地理位置限制，海南文昌发射场已经是中国纬度最低的陆地航天发射场，而海上发射则不受此限制，可以由发射平台将火箭送到赤道附近发射。
其次，海上发射有利于运载火箭执行特殊轨道发射任务。如今小倾角卫星可以实现对某一地区的高频次重访，有利于数据获取，因此需求量越来越多。如果火箭从赤道附近发射，可以避免卫星轨道倾角变化消耗能量，既能提高火箭执行该类任务的运载能力，也可以有效地提高卫星在轨寿命。
第三，海上发射将大幅提高火箭发射安全性。对内陆发射而言，落区安全是发射任务设计中必须考虑的重要因素。每次发射时，需要对火箭助推器、一级和整流罩等分离体的实际落区进行人口疏散，费时费力。对海上发射而言，由于远离人口稠密地区，火箭落区可选择范围很大，对火箭而言发射轨道设计更加方便，同时落区安全性也可以大幅提升。
海上发射难点何在
据介绍，国外海上航天发射已经有50多年历史，但总体而言，发射规模并不大。这是因为海上发射对火箭和发射平台都有特殊要求。如果选用固体运载火箭，具有操作使用方便等优势，但运载能力相对受限；如果选用液体运载火箭，发射适应性更强，但是操作使用必然复杂。对发射平台而言，则要求发射平台吨位大、稳定性好，能适应火箭发射环境。
其次，在海上发射过程中，运载火箭需要承受海洋运输环境、自然环境、海况影响，尤其是盐雾、霉菌等具有海洋特点的自然环境会直接影响运载火箭设备选型和试验条件制定。
第三，运载火箭在陆地发射场地面垂直发射，瞄准点及大地方位均可以提前测得。对于运载火箭的海上发射，需要开展长时间航向保持、动态方位传递等动基座瞄准技术研究及试验验证。
最后，火箭搭载于海上发射平台，为了保障平台上火箭及人员安全，在组织发射过程中，要研究解决火箭运输、起竖、对接、加注当中的自动化问题，优化测试发射程序，实现无人值守发射。
目前长征十一火箭研制团队正在依托海上发射方式研制更大吨位的系列固体运载火箭，覆盖1吨至5吨的太阳同步轨道发射能力。届时将形成陆海通用的固体运载火箭系列，满足不同卫星用户的发射需求，同时研制队伍正在论证多功能海上发射平台，可以保障远海海域发射，预计在2021年开赴低纬度地区实施低倾角海上发射。▲