陸地這麼大，為什麼還要把發射場轉移到海上？

2019年6月5日12時，長征十一號海射運載火箭在黃海執行了一次海基發射任務，將捕風一號A、B衛星及五顆商業衛星順利送入預定軌道，這也是我國首次成功實施海上運載火箭發射任務。長征十一號以「一箭七星」的方式填補了我國運載火箭海上發射的空白，這也是世界上第二個民用海上發射平台。

第一個投入商業發射的海上發射平台，是1995年成立的美俄等公司共同投資的海上發射公司。在2009年至2010年破產重組之後，俄羅斯能源火箭集團以95%控股成為其主要股東，海上發射公司成立至今進行過30多次發射任務，發射成功率在90%左右。

海上發射的優勢和缺點

海上發射最大的優勢在於平台可機動部署，可選擇在靠近赤道附近的海域進行發射，最大限度利用地球自轉的速度將火箭送入軌道。這樣可以增加運載火箭的有效載荷，同時也相當於節省了運載火箭的燃料。

舉個例子，海上發射公司所使用的天頂3號SL運載火箭起飛質量為462噸，地球同步轉移軌道運載能力為6.06噸，這個數據與起飛質量705噸的質子M運載火箭相當。即便是起飛質量達到541噸的宇宙神V型運載火箭，地球同步轉移軌道運載能力也只是多了0.8噸。

換句話說，地球同步轉移軌道運載能力達6噸的陸基版運載火箭，起飛質量也至少在500噸以上，而在赤道附近發射的天頂3號SL運載火箭起飛質量只需要462噸就能實現。

由此看出，通過海上移動平台航行到赤道位置發射，可大大增加火箭的運載能力。除了這個優勢外，海上發射可避開城市等人口聚集區，發射方位角非常大，火箭殘骸可濺落在海面上。如果是傳統的陸地發射場發射，那麼就要考慮殘骸濺落對發射場周圍人口聚集區的影響。

海上發射的缺點也是比較明顯的，那就是火箭不宜過大，天頂3號SL運載火箭起飛質量就達到了462噸，剛剛完成任務的長征十一號火箭起飛質量在60噸左右。如果需要將更大的載荷送入軌道，海上發射就不太合適。此外，海上發射的條件和設施沒有陸基發射場成熟，危險係數較大，天頂3號SL運載火箭到目前為止一共才發射30多次，海上發射平台的利用率遠不及陸基發射場。

我國的海上發射平台與俄羅斯海上發射平台的區別

俄羅斯海上發射公司所使用的天頂3號SL運載火箭與長征十一號海射火箭最大區別在於發射方式不同。天頂火箭為熱發射，而長征十一號為冷發射--—先將火箭彈射出筒到一定高度之後發動機才點火。這種發射方式與一些海基導彈相似，同時長征十一號的質量不大，冷發射方式可以實現。如果換成462噸的天頂3號SL運載火箭，那麼只能用熱發射了。

第二個區別在於天頂3號SL運載火箭使用的是液體燃料，長征十一號為固體燃料，後者代表小型火箭的發展方向，而天頂3號SL運載火箭的液體燃料在存儲和運輸過程中比較麻煩，容易出事故。

第三，響應時間方面不同，長征十一號火箭準備周期短，不到24小時，由於其採用固體燃料發動機，不需要燃料加註，出廠時就已經封裝。

第四，長征十一號採用的發射平台為簡易改裝的半潛船，天頂3號SL運載火箭使用的是改裝後的鑽井平台，發射平台為「奧德賽號」，滿載排水量達到4.59萬噸，相當於一艘中型航母，可抵抗17級強風和30多米的巨浪。

第五，俄羅斯海上發射平台為專門針對海上發射所建造和改裝的，畢竟天頂3號SL運載火箭塊頭巨大，而長征十一號突出的是快速反應，所以體積較小，整套發射設備可模塊化轉移，只需要一艘普通的大型半潛船。

下一步海上發射該如何發展？

海上發射是1980年代興起的一種航天發射模式，美空軍在1988年就在研究利用石油鑽井平台作為火箭的發射場，並將其命名為「戈里拉」。根據美空軍的設想，為了能發射起飛質量達3000噸的運載火箭，戈里拉採用110米長的海底支柱固定，最大限度減少海浪的影響。由於其不具備自航能力，需要拖船拖帶航行，因此戈里拉的機動性不佳，且發射時人員需要全部撤離發射平台。

戈里拉的失敗也說明了海上發射不宜選用起飛質量太大的運載火箭，天頂3號SL運載火箭已經算是極限，其發射至少需要滿排達4.59萬噸的鑽井平台。海上發射比較適合使用像長征十一號這樣的固體運載火箭，準備時間短，不需要加註液體燃料。下一步可發展出可重複使用的海射版運載火箭，發射和返回全部在海上進行，最大限度利用地球自轉速度，最大限度降低對發射場周圍環境的干擾。

長征十一號首次海上發射為我國快速進入太空提供了新的發射方式，向全世界展示出中國航天智造的強大力量。中國航天加油！！！

作者：林文傑?航天科普作家

審稿：邵相軍?中科院紫金山天文台博士

編輯：王波

文章由騰訊科普「科普中國頭條創作與推送項目」團隊推出

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