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海射首秀 中国航天掌握发射“新姿势” 我国成为世界上第三个掌握海射技术的国家

成都商报 2019-06-06 03:46 大字

经过约700秒的飞行,长征十一号海射运载火箭成功将搭载的七颗卫星送入距地面约600公里的太空轨道……

6月5日12时6分,我国在黄海海域使用长征十一号海射运载火箭,成功完成“一箭七星”海上发射技术试验,我国首次海上航天发射取得圆满成功,这也标志着我国成为世界上第三个掌握海射技术的国家。

此次海上发射技术试验,采用长征十一号海射型固体运载火箭(又名CZ-11 WEY号),以民用船舶为发射平台,探索了我国海上发射管理模式,验证了海上发射能力,有利于更好地满足不同倾角卫星发射需求。

专家介绍,运载火箭海上发射具有灵活性强、任务适应性好、发射经济性优等特点,可灵活选择发射点和落区,满足各种轨道有效载荷发射需求,为“一带一路”沿线提供更好的航天商业发射服务。由于陆地发射场的位置是固定的,要到达预定的太空轨道,需要消耗大量的卫星燃料来调整入轨姿态。而发射地点在海上,就能自由选择火箭发射的纬度,在减少所需燃料的同时,可以运送更大、更重的航天器。此次发射的发射平台由一艘大型半潜式驳船改造而成,它的甲板面积比一个标准足球场还要大。

此次发射的七颗卫星中,捕风一号A、B卫星由中国航天科技集团有限公司所属中国空间技术研究院研制,将实现小卫星编队探测海面风场的突破,可提高全天候海面风场探测能力,提升我国台风监测和气象精准预报能力;由中国电子科技集团有限公司研制的两颗天象小卫星,是我国首个基于Ka频段星间链路的双星组网小卫星系统;陶行知教育一号卫星暨天启三号卫星,装有空间拍照相机和物联网通信载荷。此外,潇湘一号04星由天仪研究院研制,吉林一号高分03A卫星由长光卫星技术有限公司研制。

国家航天局负责固体运载火箭海上发射技术试验项目的组织管理协调,中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院负责研制火箭,海工企业负责船舶发射平台,中国卫星发射测控系统部负责发射、测控任务组织实施。此次发射是长征系列运载火箭第306次发射。

“海射”两问

陆地那么大

为何去海上发射?

通常,人们很难将火箭发射与大海联系到一起。而中国航天科技集团一院长十一火箭副总指挥金鑫表示,与陆地常规发射相比,海上发射运载火箭具有显著优势。

落区安全是内陆发射任务设计中必须考虑的重要因素。发射前夕,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,确保地面人身安全。同时,落区的选择不仅制约发射轨道设计,也可能影响火箭的运载能力。而通过海上航行,可以远离人口稠密地区,灵活选择发射点和落区,解决安全问题。

在临近赤道的地方发射卫星,不仅能节省卫星调姿变轨的燃料,还能最大限度地利用地球自转为火箭省力。但即使是我国最靠南的文昌卫星发射中心,位置也在北纬19度。在海上发射,则可以填补我国0至19度倾角卫星发射能力的空白,满足各种倾角卫星的发射需求,还能服务于“一带一路”国家,有效助推中国航天走出国门。

此外,海上发射可充分利用我国丰富的民用船舶资源、港口资源、测控资源,社会资源深度参与,实现航天技术与海洋工程的有效融合,带动社会经济高质量发展。

海上发射好处多

难度究竟有多大?

海上发射好处多,难度也大。中国航天科技集团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、模式新等特点,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“CZ-11 WEY”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。

卫星揭秘

搭箭上太空

七星有绝技

我国首次海上发射共搭载了七颗卫星,将主要用于台风等极端天气监测、通信组网、对地观测、卫星数据采集等领域。此次发射,探索了海上发射管理模式,验证了海上发射能力,为今后满足各种轨道有效载荷的发射需求奠定基础。

●捕风一号A、B卫星

“风无形无影,捕风一号就是通过‘捉’海面上的导航反射信号这个‘影’来‘捕’海面风场这个‘风’,实现监测海面风场的目的。”该卫星总设计师白照广说。

随着全球卫星导航系统的发展成熟,利用导航反射信号对反射面的物理特性和参数进行反演,成为各国新的研究热点。白照广介绍,导航卫星L波段具有良好的大气穿透性,能够全天时“捕风捉影”,实现对海面风场的信息探测,并可通过多星组网监测,实现对极端台风天气的精准预报。

作为我国首次海上发射的主要“乘客”,捕风一号A、B卫星将实现小卫星编队探测海面风场的突破,可提高全天候海面风场探测能力,提升我国台风监测和气象精准预报能力,对我国台风预警、防灾减灾具有重要意义。

●两颗天象小卫星

5G实现后,通信技术下一步发展是什么?我国科学家打算把基站搬到卫星上,和地面网连在一起,让网络无处不在,通讯随处可行。

此次“天象”试验1星、2星成功发射,由中国电子科技集团有限公司研制,标志着“科技创新2030——重大项目”天地一体化信息网络建设取得实质性进展。

2颗卫星是我国首个实现传输组网、星间测量、导航增强、对地遥感等功能的综合性低轨卫星,是未来低轨道星座系统建设的最简网络模型。卫星搭载了国内首个基于软件定义网络的天基路由器,将在国内首次实现基于低轨星间链路的组网传输,构建基于软件重构功能的开放式验证平台。

●吉林一号高分03A卫星

这是由长光卫星技术有限公司自主研发的新一代光学遥感卫星。卫星入轨后,将与此前发射的12颗吉林一号卫星组网,为政府、行业以及“一带一路”沿线用户提供更加丰富的遥感数据和产品服务。

吉林一号卫星星座具有高时间、空间、光谱分辨率,能够以推扫、凝视、条带拼接、大倾角侧摆、立体、微光及惯性空间成像方式获取地面及空间静态、动态目标信息,已为10余个国家、20多个行业、200余家单位提供了多种类型的遥感信息服务。

●陶行知教育一号卫星暨天启三号卫星

随着SpaceX的卫星互联网项目“星链”首批60星发射,马斯克的“全球网络覆盖”梦想开始迈向现实。

而此次天启三号卫星发射入轨后,由中国民营航天企业北京国电高科科技有限公司打造的天启物联网星座也取得了新的进展。该公司董事长吕强表示,愿与国内商业航天产业链兄弟单位一起,携手构建中国的“星链”。

天启三号是继2018年发射的天启一号之后,天启星座承上启下的业务星。吕强介绍,6月中旬,天启二号将搭载我国捷龙商业火箭发射,今年下半年,天启星座还将陆续发射5颗卫星,并在2020年完成38星组网。

天启星座组网运营后,除了完成海洋牧场、水文监测等行业示范性应用,还将在集装箱运输监测、国家电网监测、环境监测、森林防火监测、农业物联网监测等数十个领域,开展示范性应用和初步规模化商业运营,为全面商业化运营奠定基础。

●潇湘一号04星

该卫星是一颗基于6U立方星平台研制的中分辨率遥感卫星,其全色分辨率为5米,幅宽80公里,将运行在500公里高度的轨道上。

成功入轨后,该卫星将与天仪研究院已经发射和即将发射的卫星组网运行,为娄底、湖南乃至全球的林业、农业、草原、海洋、资源、环境等行业用户提供更加丰富、响应速度更快、性价比更高的数据和产品服务。

本组稿件综合新华社、央视、科技日报

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