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2002年8月
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——中国载人航天进入倒计时

来自航天员选拔训练的内部消息

航天员的日常生活

中国:在海南新建第四个发射场?

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中国已经有了酒泉、太原、西昌三大火箭发射场。从1970年至今,48颗国产卫星、3艘试验飞船和27艘外国卫星都完好地从这三大发射场飞向太空。中国是否还有必要在海南新建一个发射场?

中国:在海南新建第四个发射场?

石 磊


为"神舟"三号返回舱开舱揭彩。

美中不足,三大发射场均有欠缺

酒泉、太原、西昌三大发射场在中国航天发展的历程中发挥了巨大的作用, 立下了不可磨灭的丰功伟绩,也是中国航天这个大系统工程中不可或缺的关键环节。但是,随着科学技术的发展,国民经济持续发展的需求,特别是将来要发射新一代大推力、无污染运载火箭,三大发射场中的一些先天不足便日益显露出来。

欠缺之一:酒泉、太原纬度高,不适合发射通信卫星

发射场的纬度是卫星发射比较挑剔的一个条件,特别是发射轨道倾角较小的通信卫星,由于入轨的需要必须在低纬度的发射场发射,否则卫星需要消耗较多的能量进行横向机动,才能到达预定轨道,能量消耗得越多,等于卫星的工作寿命越短。 而低纬度发射场则可以使火箭借助更大的地球自转赋予的自西向东的初速度,提高运载能力。

基于此,国外的发射场都尽量建在低纬度地区,如美国肯尼迪航天中心和日本种子岛航天中心都建在靠赤道较近的地方。目前,国际公认最理想的发射场是欧空局建在南美洲法属圭亚那的库鲁发射场, 其纬度为南纬5°。

地处西部戈壁的酒泉发射场建于1958 年, 是中国建设最早、规模最大、实力最强、发射卫星最多的发射场。但它地处北纬41°,只适合发射科学探测卫星、国土资源普查卫星、飞船等大倾角、中低轨道的航天器。

位于山西黄土高原的太原发射场,纬度也较高,为38.8°,因此主要用于发射大倾角、低轨道和太阳同步轨道的资源卫星和气象卫星等。

建在四川南部山区的西昌发射场,纬度比较低,为北纬28°,本来有比较优势的纬度条件,但又被山谷的不利条件所制约,只能发射国内外小倾角、地球同步轨道的通信卫星、气象卫星,而无法适应发射其他类型卫星的需要。

欠缺之二:火箭航区及一二级落区存有安全隐患


酒泉卫星发射场

酒泉、太原发射场初建时主要用于导弹发射试验,导弹向西发射,残骸大多落在西部无人区, 比较安全。 后来承担卫星发射任务, 卫星需要向东或东南方向发射以充分利用地球自转的能量,这样,安全隐患便随之而来。而西昌发射场发射的火箭也必经中国东南部。东部和东南部是人口稠密地区,城镇密集、经济发达,这给火箭的航区和分离后的一、二级火箭落点选择带来了极大困难,万一发生故障,后果不堪设想。因此,除了改进火箭的设计外,每次发射前,航区政府部门都要动员组织人员疏散,有时遇上技术的或气象原因不得不推迟发射,这样的疏散往往要进行多次。

欠缺之三:大直径火箭运输困难

中国将研制新一代大推力、无污染的运载火箭,已获国家批准正式立项,火箭的直径为5米,采用液氧煤油和液氢液氧发动机。火箭的直径加大, 有利于减少级数、增大运载能力、提高可靠性。而中国现有的长征火箭系列,其最大直径均不超过3.5米,这是由于三大发射场都在内陆,火箭的运输全部靠铁路完成,而中国铁路的铺建和涵洞、山洞的高度和宽度有一定限制,目前,中国研制的火箭箭体尺寸已达到了铁路运输的极限。依国家现有的财力,不大可能为运载大火箭而改建铁路和山洞。如果改为空运, 则因安全问题、经济问题在现阶段也难以实现。

欠缺之四:发射场军民混用


西昌卫星发射场

中国现有的三大发射场均系军民混用,这给履行商业合同带动来了困难,制约了发射频率的提高,不利于对外开放与商业合作。

另外,三大发射场当初建设的目的不同,技术状态也不同,加上受在航区、落区上的安全约束,所以每个发射场都只能在某一射向上发射特定技术的航天器,不能“通用”。这种“一对一”的状况亦导致同一种火箭也不能在不同发射场使用,限制了火箭的通用化、系列化、模块化。

新建发射场, 大势所趋

在这种情况下,新建发射场已是大势所趋。新发射场建在哪里?早在20世纪70年代,就有过在海南新建发射场的动议。当时,中国在选址建设火箭发射场时就把海南岛列入了最佳场址之一,鉴于那时特殊的国家策略以及当时国内国际形势,海南落选了。


从各方面的条件比较,在海南新建发射场都有很多优势。

现在,在海南新建第四个发射场一事又再次提起。

1988年秋,日本科技厅宇宙研究所组织六大财团来海南考察,提出在海南建立太平洋航天港的建议,在这之前的一次中、美、日发起的航天会议上,也提出了在海南建设国际航天港的倡议。

1988年至1989年, 当时的国防科工委和航天部两次派专家到海南进行调研和考察。1996年,全国政协副主席钱伟长专程到海南考察航天港选址问题,并提出了建议。

以后,几乎每次全国人大、政协会议都有人大代表的议案或政协委员的提案提及建设海南国际商用发射中心的问题。

如果说早几年海南自身经济落后,交通、通信等基础设施不足,使其不具备建立发射场的条件的话,那么今天的海南已是今非昔比了。那末,在海南新建发射场有什么优势呢?

优势之一:纬度低,运载效率高,火箭射向范围大

海南省是中国陆地最靠近赤道的省,位于北纬19°。如果同样是发射地球同步轨道卫星的话,海南发射场与西昌发射场相比,火箭的运载能力可提高5%-7%, 卫星的寿命可以增加2.7-3.9年;与酒泉发射场相比,火箭的运载能力可提高16%-18%, 卫星寿命则可延长8.7-9.8年!这对发射方节约成本以及对卫星方带动来的经济效益都是十分巨大的。

海南北邻广东省,东面和南面为广阔的大海,火箭发射的方位角可从70°到180°, 范围很大,一个发射场便可以满足各种轨道卫星的发射需要。

优势之二:航区、落区比较安全

计划建设的海南发射场从东向南的火箭航区内均有1000公里以上的无人居住海域,而长征系列火箭的助推器和一级火箭落点均小于900公里, 因此,安全性比较理想。 具体说来有三个方面:

一是如果火箭向东发射小倾角地球同步轨道卫星,火箭航区内从某国北部通过,火箭分离的各级箭体全部会落进大海;

二是如果火箭向东南发射中倾角卫星,火箭航区有1300公里纵深海域, 安全亦不成问题;

三是如果火箭向南发射大倾角卫星, 为使落区避开某些国家,火箭要采用侧向机动(中国火箭大部分具备此功能),在此航区也有1800公里的海域, 火箭残骸也不会伤人毁物。 至于航区有部分外国领土的问题,当火箭飞越这些国家时高度均超过了200公里, 此高度几乎接近外大气层,不属国家领空范围,所以也不会带来争议。

优势之三:海上运输十分方便

在海南建设发射场, 使新一代大火箭及大航天器通过海路运输成为可能, 中国已有大型货轮,海路畅通,完全可以满足现在及未来火箭及大型航天器的运输要求。

优势之四:有利于综合开发

海南建省、建特区后,经济发展迅速,在那里新建民用商业发射场可以充分发挥地方政府的积极性,利用各种社会资源, 采取多种融资形式,借鉴世界成功的商业发射场经营模式, 利用发射场带动当地高新技术产业和旅游业的发展,可获得较高的综合经济效益。

据了解,海南省政府非常支持在当地建设发射场,许多海外华人、华侨及其商业机构、社团也表露出较高的投资热情。

专家们对新发射场前景看好,他们说,建新发射场是要投入一笔较大的投资, 但建成后可以基本解决目前发射场适应能力差、落区不安全、交通运输受限制等弊端,而且可以免去对现有三大发射场的大规模改造, 或者叫新一轮的重复建设;由于火箭设计、发射不再受地域、空间的制约,可以使火箭技术获得自由发展空间和持续发展的能力;此外还有助于我国开发西沙、南沙群岛的资源。

海南发射场建后,原有的三大发射场仍将存在很长一段时间。内陆发射场主要用于现有火箭的发射任务和军事任务,海南发射场则主要以新一代大推力、无污染火箭和未来航天器发射为服务对象。可以预测,海南发射场建成后,会大大地推动和加速中国航天事业的发展。

石 磊:中国航天报记者

 

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