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 天高任鸟飞:航空航天卷
1.7.1.16 发射场系统

发射场系统

发射场系统由技术区、发射区、试验指挥区、首区测量区和航天员区组成,形成火箭、飞船、航天员从测试到发射,以及上升段、返回段测量的一套完整体系。神舟号飞船的发射场选在酒泉卫星发射中心。

酒泉发射场系统采用了具有国际先进水平的垂直总装、垂直测试、垂直转运技术和远距离测试发射技术,使飞船的发射安全可靠性提高,在发射台占位时间更短、发射频率更高、待机发射周期更短。

(1)发射场的作用:发射航天器(卫星、宇宙飞船、洲际弹道导弹、航天飞机等)必须使用推力足够大的运载火箭才能完成。火箭的发射升空必须在发射场完成,这和飞机升降必须要有飞机场一样。火箭发射场的构造、设施以及所要完成的工作等,可比飞机场要复杂得多。如进行发射前的各种准备、火箭发动机等系统的单项试验,各种设备的检验和科技人员的培训等,故发射场也是科学实验中心。显然,它不同于飞机场的作用。

(2)发射场选址原则:火箭发射场最理想的位置是选在地球赤道附近,因为从赤道发射卫星可以充分利用地球自转所获得的最大初速。发射场离赤道越近,则初速越大。相反,如发射场偏离赤道越远(即纬度越高),则初速越低。火箭发射应选择合理的发射区、回收区、落区和禁区。

①自然条件良好。地势平坦、开阔便于合理安排场区布局,有利于降低建场的工程造价和发射时跟踪观察。地质结构稳定,避开地层断裂带和地震区,查明是否有可供开采的矿藏和其他自然资源。具有好的水质、供水条件和丰富的水源,以保证发射活动中大量用水的需要。具有较好的气象条件,即晴天多、雷雨少、气温变化小、风速和温度低。

②有良好的航区。良好的航区是指航天器起飞至入轨这一段的飞行路线下的地面区域。航区应尽量避开人口稠密区、重要的工业区和军事要地等,以防飞行失事或完成任务的运载工具坠落造成严重的生命财产损失。同时,航区应尽可能延伸,以满足各种发射任务的需要。

③能满足发射各类倾角航天器的射向要求。

④具有方便的交通运输条件。保证运载工具、航天器、推进剂,各种器材、设备和生活物资等的运输。

⑤具有良好的供电和通信条件。航天器在发射前要完成大量测试等准备工作,实施发射和发射后的跟踪测量、数据处理等也需要强大的电力和良好的通信条件。

⑥有利于环境保护。运载工具和航天器所用的推进剂及其废液处理,发射时的声震等,都会对周围地区造成污染。美、俄等国的发射场建在海边或沙漠、沼泽地区,环境污染问题容易得到解决。

⑦具有布设测控站的有利地理位置和工作环境。测控站是航天器发射后,对其进行测量控制的重要的地面机构和设施,是航天发射场建设中的一个重要方面。不过,目前已可利用全球导航定位系统(GPS)卫星进行测控,这样将大大改变选场要求和建场规模。

⑧有良好的社会依托和未来发展的适应性。对于成千上万的发射场工作人员,搞好发射后勤和生活保障亦十分重要,故在建发射场前须对所在地经济状况进行调查。

综上所述,火箭发射场的选址受到多种因素的制约。世界上各方面条件都较为优越的发射场,应首推设在赤道上的法属圭亚那的库鲁航天中心。目前,库鲁航天中心商业卫星发射承担业务量占世界发射总量的60%以上。

(3)发射场的组成:因为发射场的规模不同,所承担的发射任务不同,以及受客观场地条件的限制,各个发射场不可能有一个统一的最佳结构方案。然而综合考虑,所有火箭发射场(航天发射场)还是有共同组成部分的,这就是技术区、发射区、测控系统区、技术保障系统、生活区和后勤保障系统区等五部分。如果发射场还用于发射返回式卫星、载人飞船和航天飞机,则应建有回收区和着陆区,但回收区和着陆区可不隶属于发射场。