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（邓烨晨摄）

今天12时6分，我国在黄海海域使用长征十一号运载火箭（CZ-11 WEY号）成功完成“一箭七星”海上发射技术试验。

这是我国首次在海上进行航天发射。





（史啸摄）

为何还要到海上发射？

长征十一号运载火箭副总指挥金鑫说，随着社会经济的快速发展，社会对于航天发射活动的需求量日益增加，相应地，航天火箭发射航落区安全性问题日益突出。去海上发射运载火箭，将在很大程度上解决这一问题。

“与传统的陆地发射相比，海上发射由于远离人口稠密地区，火箭落区可选择范围很大，可通过海上航行灵活选择发射点和航落区，这就有效解决了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。”金鑫说。



按照中国运载火箭技术研究院专家的说法，与常规在陆地进行运载火箭发射相比，海上发射运载火箭还具有两大优势——

一是海上发射为火箭运载能力提高提供了可行条件。

一般情况下，海上发射平台可以在海上大范围移动，理想的发射地点是靠近赤道附近的低纬度区域。如果运载火箭在赤道附近发射，能够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。

这意味着，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。



二是海上发射有利于运载火箭执行特殊轨道发射任务。

随着信息技术发展，人们对海上探测提出了更高的要求，小倾角卫星可以实现对某一地区的高频次重访，有利于数据获取，目前数量越来越多。

换言之，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，也可以有效的提高卫星在轨寿命。

金鑫说，根据统计，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，不同倾角卫星并存。

他告诉记者，海上发射不仅可有效破解我国陆地发射场难以满足的“0至19度”倾角卫星发射需求的问题，而且可在我国东部、南部海域选择发射点，满足各种倾角卫星的发射需求，更可服务于一带一路国家，有效助推中国航天走出国门。

海射“首秀”乘客都有谁？

根据国家航天局官方消息，长征十一号海射运载火箭将技术试验卫星捕风一号A、B星及五颗商业卫星顺利送入预定轨道。

这意味着，海射“首秀”乘客有7位，分别是捕风一号A/B卫星、中电网通一号A/B卫星、吉林一号高分03A卫星、天启三号卫星和潇湘一号04星。

这其中，捕风一号A/B卫星主要用于台风等极端天气监测，可准确测量海面风场，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，其它微波探测方式也难以在任意气象条件下获取海面风场。捕风一号卫星有望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。



▲ 捕风一号卫星试验队（航天科技集团五院）

海上发射很难吗？

海上发射好处多，难度也大。一院长十一火箭副总设计师管洪仁介绍，本次任务具有技术新、环境新、流程新、模式新特点，成功的背后离不开技术能力和管理能力的提升。

管洪仁说，相比陆基发射台，起伏波动的海上平台给发射带来了新的技术考验，为此任务团队采用了一种特殊的瞄准技术和动态条件下的发射技术，来应对发射新环境。

在常规发射任务中，火箭的控制和监测信号通过有线通信系统传输，而在海射任务中，只能通过无线传输形式来实现，因此长征十一号运载火箭也成为国内首枚采用无线测发控技术实施发射的火箭。

以往火箭的飞行安全控制需要地面人员监测和控制，本次任务则是由火箭自身根据飞行情况，实时自主判断，这是我国火箭首次实现自主安全控制。

此外，过去长十一火箭都是分几个部分运往陆基靶场，在靶场完成组装、测试，而本次任务没有专用火箭测试厂房，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。

这是长征运载火箭首次以箭星组合体形式整体出厂，由总装厂经铁路、公路运输至港口，到达港口后仅用2、3天测试准备随即登船，航行到指定海域后可随时发射。这套工作流程相比以往不仅大幅缩短，而且全程不可逆，是对组织管理和质量管控的严峻挑战。

来一发海射火箭要几步？

海射火箭因其特有的技术优势和发射适应性受到国内外广泛关注，那么发展一型海射火箭的关键要素有哪些呢?

首先，要有一枚火箭一个海上发射平台。

对火箭而言，如果选用固体运载火箭，则具有操作使用方便等优势，但是运载能力受限；

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。

因此，固体和液体火箭都是可行的选择，只是研制难度不同而已。

对发射平台而言，则要求发射平台吨位大、稳定性好，能够适应火箭发射环境。

随着造船技术的发展，目前大型船舶企业具有足够的技术储备开展海上移动发射平台研制。

其次，海洋环境适应性是需要着重考虑的问题。

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，运载火箭是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，火箭位于发射平台上，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。

海射火箭的前世今生

海射火箭构想已久，发展至今已经有五十余年的历史。五十年间，海射火箭大体经历了三个发展阶段。

第一个阶段是圣马科发射场阶段。

圣马科发射场位于非洲东部肯尼亚东海岸的恩格瓦纳海湾，距海岸4.8千米,由意大利政府委托罗马大学航空与航天研究中心筹建并管理使用。圣马科发射场处于南纬2.9度,东经40.3度的位置,是距赤道最近的一个航天发射场,同时也是世界上惟一的一个海上发射场。

圣马科发射场于1966年投入使用,最初用于美国研制的"侦察兵"运载火箭，主要发射"探险者"号轨道探测器、空间电火箭试验卫星以及军用秘密卫星,同时也为欧洲国家发射一些科学探测和试验方面的卫星。

圣马科发射平台包括两个不同类型的平台，一个做火箭发射台,另一个是控制发射的指挥所。圣马科发射场的成功验证了运载火箭海上发射的可行性，突出了海射火箭高效率、低成本等优势，同时为海上发射公司的成立提供了参考信息。

第二个阶段是海射公司阶段。

1995年，美国波音公司、挪威克瓦纳集团、乌克兰南方设计局和俄罗斯能源火箭公司四家公司共同出资组建了海上发射公司，也是目前世界上唯一提供海上发射服务的公司。

在海射公司中，美国波音公司负责整体系统集成和有效载荷整流罩，俄罗斯负责海射天顶号运载火箭第三级，乌克兰海射天顶号运载火箭一二级，挪威负责发射平台，由美国波音公司具体执行技术管理工作。

海射公司的海上卫星发射平台被称作“奥德赛”，卫星和运载火箭装载到奥德赛平台后将会驶离美国加州港口，进入太平洋近赤道海域地点进行发射。

1999年3月，海上发射公司成功发射了第一枚运载火箭，此后陆续执行商业发射任务，但是成功率不高、商业运行也不顺畅。由于债务问题、发射失利一起其他诸多问题困扰，2009年6月22日，海上发射公司宣布破产。2010年，海上发射公司得到了重组，重组后俄罗斯能源火箭公司占公司95%的股份，美国波音公司占3%，挪威公司占2%。

重组后，海上发射公司继续进行商业卫星发射活动，然而2013年搭载荷兰“国际通信卫星-27”的“天顶-3SL”运载火箭从太平洋海域发射升空，由于一级火箭发动机关闭导致火箭坠入发射平台附近海域，这给了海射公司重重一击。自首飞开始至2014年，海射公司共执行36次发射任务，其中32次成功，1次部分成功，3次失败，成功率为88.89%。

第三阶段是S7 Space公司阶段。

由于俄罗斯与乌克兰的紧张关系以及其他原因，海上发射公司业务于2014年暂停，并于2016年进行项目销售谈判。2016年9月，俄罗斯‘S7 Space’公司成为海上发射公司的所有者，包括海上发射指挥船、奥德赛号发射平台、地面设备以及海上发射公司包括商标在内的知识产权。

据S7 Space公司官方最新消息，其打算于2019年12月至2022年间用海上发射浮动发射平台进行12次发射。第一次发射定于2019年12月举行，2020年计划举行3次发射，2021年与2022年各安排4次发射。

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来源：来点科学（ID：zqbscience 编辑&记者：邱晨辉 图片除标注外均来自航天科技集团一院）

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