陳惟杉

視覺(jué)中國(guó)

6月10日，國(guó)家國(guó)防科技工業(yè)局、中央軍委裝備發(fā)展部發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)商業(yè)運(yùn)載火箭規(guī)范有序發(fā)展的通知》（下稱《通知》），這被外界視為我國(guó)首個(gè)對(duì)商業(yè)運(yùn)載火箭進(jìn)行細(xì)則指導(dǎo)的官方文件。

《通知》提出，“鼓勵(lì)商業(yè)運(yùn)載火箭健康有序發(fā)展，進(jìn)一步降低進(jìn)入空間成本，補(bǔ)充和豐富進(jìn)入太空的途徑，大力推進(jìn)航天運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，加快提升我國(guó)進(jìn)入空間的能力和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。”

而海上發(fā)射被視為“進(jìn)一步降低進(jìn)入空間成本，補(bǔ)充和豐富進(jìn)入太空的途徑”的方式之一。

6月5日，長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭在黃海海域起飛，將7顆衛(wèi)星送入軌道，這是我國(guó)首次在海上發(fā)射運(yùn)載火箭。

“海射首秀”在商業(yè)化上創(chuàng)下了多個(gè)“首次”，這是第一枚商業(yè)冠名的長(zhǎng)征火箭，火箭被命名為“CZ-11 WEY號(hào)”;這是我國(guó)首次利用商業(yè)航天測(cè)控網(wǎng)為運(yùn)載火箭提供全程測(cè)控服務(wù)。此外，7顆衛(wèi)星中有多顆商業(yè)衛(wèi)星，其中不乏由民營(yíng)衛(wèi)星公司自主研制的衛(wèi)星。

對(duì)此，有商業(yè)航天業(yè)內(nèi)人士并不感到意外，因?yàn)椤昂Ｉ浔旧砭褪菢O具商業(yè)色彩的行為”。

可以說(shuō)，首次海射不僅填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域的空白，也為商業(yè)航天帶來(lái)了更多想象空間。

6月5日，長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭（CZ-11 WEY號(hào)）成功完成“一箭七星”海上發(fā)射技術(shù)試驗(yàn)后，中國(guó)科學(xué)院研究員、長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭原總指揮楊毅強(qiáng)被媒體問(wèn)及是什么心情，他回答稱：酸甜苦辣，五味俱全！就像自己養(yǎng)的孩子，又不在身邊了。

據(jù)了解，2016年以來(lái)，已進(jìn)行了多輪固體運(yùn)載火箭海上發(fā)射工程的論證、技術(shù)攻關(guān)和研制工作。

此次雖是我國(guó)首次海射，亦是世界上首次完成固體運(yùn)載火箭海上發(fā)射，但其實(shí)在20世紀(jì)60年代意大利便在印度洋建立了第一個(gè)移動(dòng)式赤道發(fā)射場(chǎng)——圣馬科發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行海射。

而上一次海上發(fā)射還要追溯到2014年，由俄羅斯、美國(guó)、挪威等國(guó)共同出資成立的海上發(fā)射公司完成，但隨后海上發(fā)射公司暫停了發(fā)射業(yè)務(wù)。有統(tǒng)計(jì)顯示，自首飛至2014年，海上發(fā)射公司共執(zhí)行36次發(fā)射任務(wù)，其中32次發(fā)射成功，一次發(fā)射異常，3次失敗。

相比于陸地發(fā)射，海上發(fā)射的技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在哪里？

“難點(diǎn)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面?！睏钜銖?qiáng)向記者介紹說(shuō)，首先是火箭要能夠在有風(fēng)浪的情況下發(fā)射，適應(yīng)一定海情，“要能夠控得住?！睋?jù)了解，此次用于海射的長(zhǎng)征十一號(hào)火箭，即使面對(duì)四級(jí)、五級(jí)海況，一兩米高的浪，也不影響火箭起飛的穩(wěn)定性。其次是陸地發(fā)射場(chǎng)火箭測(cè)試點(diǎn)火發(fā)射都是通過(guò)光纖電纜實(shí)施，而在海上發(fā)射只能用無(wú)線方式。第三點(diǎn)是瞄準(zhǔn)問(wèn)題。第四點(diǎn)是火箭的安控問(wèn)題。在陸地上，測(cè)控網(wǎng)有一套完整的安全控制系統(tǒng)，火箭可以進(jìn)行自毀，發(fā)射場(chǎng)的安控部門可以對(duì)火箭進(jìn)行炸毀，但進(jìn)行海上發(fā)射時(shí)不可能將眾多設(shè)備搬到海邊或海上，因此就需要設(shè)計(jì)一套自主智能安控系統(tǒng)。

他向記者解釋說(shuō)，通過(guò)專門增加一套箭上計(jì)算機(jī)和一套北斗導(dǎo)航接收機(jī)，實(shí)時(shí)計(jì)算火箭位置，“保證火箭在安全管道內(nèi)飛行，超出‘管道’時(shí)火箭會(huì)自毀。相當(dāng)于把地面安控的規(guī)則置于箭上計(jì)算機(jī)中，由火箭自己來(lái)智能化處理?！?/p>

“一級(jí)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的姿態(tài)控制、動(dòng)基座下的瞄準(zhǔn)、自主安控、無(wú)線測(cè)發(fā)控，可以說(shuō)解決好了這幾個(gè)問(wèn)題，海上發(fā)射就完全成熟了?！睏钜銖?qiáng)說(shuō)。

除了技術(shù)層面的問(wèn)題，海射的前期工作量還包括統(tǒng)一對(duì)海射的認(rèn)識(shí)、組織協(xié)調(diào)，以及一些政策性問(wèn)題的突破上。這個(gè)過(guò)程中經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次反復(fù)溝通和協(xié)調(diào)。

比如運(yùn)輸問(wèn)題，將火箭運(yùn)到海上，安監(jiān)部門完全可以對(duì)船本身的防爆能力提出疑問(wèn)。但對(duì)于航天領(lǐng)域?qū)I(yè)人士來(lái)說(shuō)，并不像想象中的那么難，相關(guān)措施只要采取到位，安全性是可以保證的。

一位曾參與海射前期工作的人士向記者坦言，“雖然發(fā)射過(guò)程只有一瞬間，但此前的協(xié)調(diào)工作量極大?！?/p>

首次海上發(fā)射帶來(lái)的挑戰(zhàn)不僅存在于火箭發(fā)射環(huán)節(jié)，對(duì)于首批海射的7顆衛(wèi)星而言亦是如此。

“客觀地說(shuō)，這是我國(guó)第一次進(jìn)行海射，在已有條件下海射對(duì)衛(wèi)星的環(huán)境適應(yīng)性提出了更高要求?！遍L(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)有限公司（下稱“長(zhǎng)光衛(wèi)星”）“吉林一號(hào)”高分03A星總師陳茂勝告訴《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者?！凹忠惶?hào)”高分03A星是首批海射的7顆衛(wèi)星之一。

對(duì)于衛(wèi)星公司而言，參與首次海上發(fā)射與以往的陸地發(fā)射有何不同？

陳茂勝向記者解釋說(shuō)，在陸地發(fā)射時(shí)，衛(wèi)星在出廠后直接運(yùn)往發(fā)射基地，此后的工作主要在發(fā)射場(chǎng)的技術(shù)區(qū)和發(fā)射區(qū)開(kāi)展，地理位置非常接近。

“參與首次海射，以往在發(fā)射場(chǎng)技術(shù)區(qū)進(jìn)行的工作其實(shí)是在北京某廠房中進(jìn)行的，在進(jìn)行技術(shù)測(cè)試、狀態(tài)檢查，完成星箭對(duì)接后，衛(wèi)星隨運(yùn)載火箭一起經(jīng)鐵路、公路運(yùn)輸?shù)竭_(dá)山東海陽(yáng)港，再在海陽(yáng)港完成以往在發(fā)射場(chǎng)發(fā)射區(qū)的工作，然后通過(guò)海運(yùn)到達(dá)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行發(fā)射?！?/p>

陳茂勝向記者透露，首次海射的周期也比往常有所增長(zhǎng)，“其實(shí)整個(gè)衛(wèi)星測(cè)試工作還是遵循了快速測(cè)試的原則，在海陽(yáng)港的測(cè)試只用了4個(gè)小時(shí)，在北京的測(cè)試大概進(jìn)行了19個(gè)小時(shí)，但在運(yùn)輸上花費(fèi)的時(shí)間要稍微長(zhǎng)一些?！?/p>

同樣參與首次海射的天儀研究院方面告訴記者，與以往地方發(fā)射不同的是，海上發(fā)射要求衛(wèi)星提前25～30天裝箭，一般情況則為提前15天。

但陳茂勝認(rèn)為，隨著首次實(shí)踐驗(yàn)證完成，以后肯定會(huì)更快，“如果把技術(shù)區(qū)和發(fā)射區(qū)環(huán)境都改善了，衛(wèi)星直接運(yùn)到指定的港口，應(yīng)急發(fā)射的能力應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)極大的增強(qiáng)。”

“我個(gè)人認(rèn)為，未來(lái)的狀況是在‘一南一北’各建一個(gè)航天港，現(xiàn)在的碼頭是臨時(shí)拼湊的，將來(lái)要建設(shè)技術(shù)廠房，成為母港?！睏钜銖?qiáng)告訴《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者，同時(shí)應(yīng)該建設(shè)專用的海上發(fā)射船，把火箭和衛(wèi)星的儲(chǔ)存、火箭的測(cè)試、衛(wèi)星的對(duì)接、發(fā)射和測(cè)控結(jié)為一體。

他認(rèn)為，這種設(shè)想完全可以和“一帶一路”倡議結(jié)合，東南亞、中東、歐洲有許多發(fā)射需求，海上發(fā)射船不需要靠岸，行駛到公海，用直升機(jī)把衛(wèi)星吊上來(lái)進(jìn)行發(fā)射?！艾F(xiàn)場(chǎng)估計(jì)不超過(guò)100人就可以完成?！?/p>

作為中國(guó)航天領(lǐng)域的權(quán)威專業(yè)人士，楊毅強(qiáng)分析說(shuō)，“一南一北”兩個(gè)航天港中，位于北方的港口主要保障東射向發(fā)射，減緩內(nèi)陸發(fā)射帶來(lái)的疏散，以及國(guó)家發(fā)射任務(wù)與商業(yè)發(fā)射沖突的問(wèn)題。

“我國(guó)的發(fā)射場(chǎng)多在內(nèi)陸地區(qū)，決定了一些特殊射向的火箭發(fā)射難度較大，比如從酒泉向東發(fā)射火箭，就要經(jīng)過(guò)華北、華東等人口稠密的地區(qū)。”

因?yàn)榭鐓^(qū)域大，就會(huì)擔(dān)心火箭殘骸落到屋頂、農(nóng)田的情況發(fā)生，“再加上以前荒無(wú)人煙的地方，現(xiàn)在經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)后人口密度增大，所以落點(diǎn)越來(lái)越難找，海上發(fā)射應(yīng)該是未來(lái)的一個(gè)趨勢(shì)?！?/p>

而位于南方的航天港則主要滿足低緯度的發(fā)射需求。

眾所周知，緯度越低地球的自轉(zhuǎn)速度越快，而如果火箭從赤道附近發(fā)射，能夠最大限度地利用地球自轉(zhuǎn)速度，節(jié)省推進(jìn)劑消耗量，從而提高運(yùn)載能力、降低發(fā)射成本。

這也是為什么俄羅斯“熱衷”于海上發(fā)射的原因，其國(guó)內(nèi)主要發(fā)射場(chǎng)普列謝茨克發(fā)射場(chǎng)位于北緯63度。2009年，海上發(fā)射公司曾宣布破產(chǎn)，在2010年重組后，俄羅斯方面的持股比例上升至95%。

據(jù)中國(guó)工程院院士、運(yùn)載火箭專家龍樂(lè)豪測(cè)算，在文昌發(fā)射將比在西昌發(fā)射提高7.4%的有效載荷，為300多千克。

楊毅強(qiáng)向《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者介紹說(shuō)，海南文昌發(fā)射場(chǎng)所在緯度尚有北緯19度，而在開(kāi)展海射的前期準(zhǔn)備工作時(shí)曾論證過(guò)到北緯兩度的海域進(jìn)行發(fā)射。

當(dāng)然，并非所有軌道類型的衛(wèi)星都以在靠近赤道的地區(qū)發(fā)射為最優(yōu)選擇?！叭绻l(fā)射太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星，在赤道附近發(fā)射的優(yōu)勢(shì)就不大。”楊毅強(qiáng)說(shuō)。

“在赤道附近非常適合發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星?！标惷瘎傧颉吨袊?guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者解釋說(shuō)，從發(fā)射場(chǎng)向東發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，可使衛(wèi)星的飛行軌道與最終軌道靠近同一平面，節(jié)省機(jī)動(dòng)到地球靜止軌道所需的燃料。但并不是說(shuō)在赤道附近發(fā)射就一定是最好的選擇，其只是可獲得地球最大自轉(zhuǎn)速度。對(duì)于不同目標(biāo)軌道要靈活選取發(fā)射地點(diǎn)，盡可能直接一步將衛(wèi)星送到后續(xù)應(yīng)該進(jìn)入的軌道，這也是海射顯著的優(yōu)勢(shì)。楊毅強(qiáng)也認(rèn)為，陸地發(fā)射場(chǎng)的布局使得發(fā)射選擇很受限，火箭對(duì)衛(wèi)星軌道的適應(yīng)性變差。

“目前地球靜止軌道上的人造衛(wèi)星多為通信衛(wèi)星，我國(guó)東方紅系列通信衛(wèi)星位于地球靜止軌道，但比如長(zhǎng)光衛(wèi)星此前發(fā)射的遙感衛(wèi)星則主要位于太陽(yáng)同步軌道?！标惷瘎僬f(shuō)。

而有商業(yè)航天業(yè)內(nèi)人士向記者透露，海射下一步可能會(huì)探索發(fā)射太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星，“這是目前國(guó)內(nèi)很多衛(wèi)星需要，或者更多使用的一個(gè)軌道，其技術(shù)難度也會(huì)有所提升。”

對(duì)于地球靜止軌道的需求有多大的問(wèn)題，楊毅強(qiáng)認(rèn)為，很多時(shí)候需求和技術(shù)進(jìn)步是互相驅(qū)動(dòng)的，不是說(shuō)有了市場(chǎng)需求再搞技術(shù)創(chuàng)新，也不是說(shuō)技術(shù)創(chuàng)新必須以市場(chǎng)需求作為依據(jù)，“如果我們擁有了更多發(fā)射地球同步軌道衛(wèi)星的能力，大家都會(huì)考慮怎么去用這個(gè)軌道?！?/p>

航天科技集團(tuán)在介紹海射優(yōu)勢(shì)時(shí)亦表示，目前全球小傾角衛(wèi)星數(shù)量越來(lái)越多，海上發(fā)射能有效破解我國(guó)陸地發(fā)射場(chǎng)難以滿足0至19度傾角衛(wèi)星發(fā)射需求的問(wèn)題。

不可否認(rèn)的是，海上發(fā)射通過(guò)靈活選取發(fā)射地點(diǎn)可以有效提升運(yùn)載能力，從而降低發(fā)射成本。

“海射可以把同等重量的衛(wèi)星送到更高的軌道或者是在同樣的軌道上發(fā)射更大重量的衛(wèi)星，從而降低衛(wèi)星的發(fā)射成本。此外，隨著發(fā)射渠道的增多，形成一定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，也必然會(huì)拉低發(fā)射成本。”陳茂勝說(shuō)。

而有航天業(yè)內(nèi)人士向記者直言，當(dāng)初嘗試海上發(fā)射的原因之一便是“省錢”，“租一條船，每天10萬(wàn)到15萬(wàn)，一周時(shí)間的花銷在100萬(wàn)左右，而發(fā)射場(chǎng)的價(jià)格多在千萬(wàn)級(jí)別?！?/p>

“第一次海上發(fā)射是歷史性的，對(duì)于商業(yè)航天領(lǐng)域來(lái)講，這一天也是歷史性的，商業(yè)測(cè)控公司歷史上第一次全程保障一次火箭的發(fā)射?！睏钜銖?qiáng)認(rèn)為，從測(cè)控角度講，今天標(biāo)志著商業(yè)測(cè)控網(wǎng)由過(guò)去的試驗(yàn)、展示、驗(yàn)證，進(jìn)入到一個(gè)工程可以實(shí)用的階段了。

北京天鏈測(cè)控技術(shù)有限公司（下稱“天鏈測(cè)控”）創(chuàng)始人兼CEO劉穎稱其為商業(yè)航天“歷史性的突破”，首次海射運(yùn)載火箭全程商業(yè)測(cè)控任務(wù)由天鏈測(cè)控承擔(dān)。

6月5日，天鏈測(cè)控北京中心，我國(guó)首次海射的測(cè)控現(xiàn)場(chǎng)。

劉穎向《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者介紹說(shuō)，對(duì)火箭的跟蹤測(cè)量十分考驗(yàn)技術(shù)團(tuán)隊(duì)的實(shí)力，“與跟蹤衛(wèi)星不同，衛(wèi)星入軌后，會(huì)按照預(yù)定軌道重復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。每一圈都可以進(jìn)行任務(wù)，無(wú)非是發(fā)送指令或接收數(shù)據(jù)稍有延遲。而火箭發(fā)射只有一次，飛行過(guò)程很短，對(duì)時(shí)效性和穩(wěn)定性要求特別高。”

而要確保時(shí)效性，就需要合理根據(jù)火箭航程布局地面測(cè)控站，此次海射天鏈測(cè)控使用了現(xiàn)有11套測(cè)控設(shè)備中的4套。

據(jù)劉穎介紹，除一套固定站位于寧波外，另外3套皆為機(jī)動(dòng)站，一套位于鹽城，兩套位于南太平洋，“位于南太平洋的測(cè)控站點(diǎn)非常重要，4次星箭分離均在該測(cè)控點(diǎn)的范圍內(nèi)，因此準(zhǔn)備了兩套設(shè)備，互為備份?！?/p>

海上發(fā)射對(duì)地面測(cè)控站的機(jī)動(dòng)性要求在劉穎看來(lái)更高，“必須根據(jù)火箭發(fā)射的彈道來(lái)布設(shè)地面站，比如火箭往南發(fā)射，在北邊布站沒(méi)有意義。”除去對(duì)機(jī)動(dòng)性要求的提高，首次海射測(cè)控面臨的另一個(gè)問(wèn)題便是有限的保障條件。

“海射平臺(tái)上的保障措施有限，缺少相當(dāng)一部分保障設(shè)備，而陸地上的發(fā)射場(chǎng)經(jīng)過(guò)多年建設(shè)，通信網(wǎng)絡(luò)、氣象等保障措施比較完善，這是海上和地面一個(gè)很大的區(qū)別?！眲⒎f介紹說(shuō)。

天鏈測(cè)控自從此次海射方案論證便已開(kāi)展相關(guān)工作，“設(shè)備的測(cè)試調(diào)試經(jīng)過(guò)了較長(zhǎng)時(shí)間，特別是近半年來(lái)，我們?nèi)慷济闇?zhǔn)這個(gè)任務(wù)在準(zhǔn)備。”劉穎介紹說(shuō)。