海上发射那些事

文/ 小火箭

海上发射那些事

文/ 小火箭

▲ 天顶号运载火箭在海洋奥德赛号海上发射平台上发射的场景

海上发射运载火箭的优势

基于海上发射平台的运载火箭发射相对于传统的陆上发射有以下5个优势：

第一，利用海上平台将运载火箭运到赤道附近发射能够最大限度地利用地球自转的力量增加火箭的运载能力。要知道，地球在赤道上拥有最大的自转线速度，可以高达465.1米/秒。

火箭从赤道附近发射，一路向东，可以最大限度地利用地球的自转。这样，可以让体型较小的运载火箭完成同样的运载任务。

第二，在发射轨道倾角为0°的同步轨道卫星时，在赤道附近海域发射可以避免卫星向0°倾角的地球同步轨道转移的轨道平面变化。火箭的运载能力和卫星的在轨寿命能够得到显著提升。仅从轨道倾角方面考虑，同样的火箭，如果从赤道海域发射，可以比从北纬28.5°的卡纳维拉尔角基地发射的载荷增加18%左右。

第三，海上发射能够远离人口稠密地区，有助于减少火箭发射对人的不利影响，降低火箭出现故障后的附加危害风险。这样有助于降低投保费用。

第四，海上发射，尤其是在广袤的公海上的发射，与民航飞机的航线和其他船舶航线的冲突较少，对于清除空域的要求较低，甚至可以通过海上机动来自主选择与世无争的发射位置。

第五，在海上发射，运载火箭的一级和二级落区可全部在公海上，不必为躲避居民区而限制火箭的发射方位角，因此可以实现任意轨道倾角的发射，这个优势是陆地发射难以企及的。一艘海上发射平台的可用发射方位角相当于美国卡纳维拉尔角发射基地与范登堡空军基地两个发射场的总和。

本文以迄今为止世界上唯一能够提供此类服务的海上发射公司为例，讲述海上发射系统的平台和火箭。

跨国组成的海射公司

1995年4月，美国波音公司商业空间分公司、俄罗斯能源火箭公司、乌克兰南方设计局，以及挪威克瓦纳集团这四个大集团联手，组建了海上发射公司。

▲ 天顶号运载火箭发射升空

这四个集团每一个都不简单。波音就不用提了，最大的航空航天飞行器制造商，全球第二大军火集团。俄罗斯能源火箭公司，是联盟系列运载火箭、N-1运载火箭、礼炮号空间站的缔造者。乌克兰南方设计局，1954年由苏联一家汽车厂改造而成，在导弹设计大师杨格尔的带领下，研制出了苏联第一款量产型核导弹R-12。该导弹共生产了2335枚之多，从1959年一直服役到1993年！而且这个 R-12弹道导弹是古巴导弹危机的主角。杨格尔去世后，另一位导弹设计大师乌特金接替他执掌南方设计局。不久，当年世界上威力最大的洲际弹道导弹“撒旦”诞生。该导弹可携带10枚75万吨TNT当量的分导式核弹头或者1枚2500万吨TNT当量的热核弹头。冷战结束，撒旦导弹失去了战场。另外，美俄削减战略武器条约开始生效，撒旦导弹被要求全部退出现役。本着不暴殄天物的原则，南方设计局将撒旦导弹改造为运载火箭（世界上仅有的从战略核导弹地下发射井中发射的运载火箭），名为第聂伯。

从此，南方设计局拿着这款世界上最大的洲际弹道导弹开始进军国际商业发射市场。

挪威克瓦纳集团是欧洲最大的海上钻井平台和船舶制造公司。

1995年，来自美国、俄罗斯、乌克兰和挪威的四大集团共同出资，共同出技术，在开曼群岛注册成立了世界上第一家能够持续提供海上发射业务的公司。

美国波音公司出资40%，提供系统整合与总体优化和卫星平台技术；俄罗斯能源火箭公司出资25%，提供天顶运载火箭第三级的技术；乌克兰南方设计局出资15%，提供天顶运载火箭第一级和第二级的技术；挪威克瓦纳集团出资20%，提供发射平台和指挥控制船舶的技术。

1999年3月，海上发射公司成功发射了第一枚运载火箭。2000年波音收购了休斯公司的空间与通讯业务。这下子，海上发射公司厉害了。休斯公司引以为傲的航空航天实验室被波音、通用汽车和雷神这三巨头所瓜分。这家由传奇的飞机设计大师、亿万富翁霍华德·休斯一手创建的充满航空航天情怀的公司就这样没了。留给世人的，是休斯发明的衬垫胸罩、带钢圈上托聚拢型胸罩、创造世界纪录的H-4云杉鹅水上飞机、世界上最早的地球同步轨道卫星、AIM-4空空导弹、AIM-120空空导弹和阿帕奇武装直升机。此外，世界上第一台实用激光器、早期的离子发动机也出自休斯公司。

在上世纪80年代之前，世界上80%的通信卫星都是休斯公司生产的。即使是到2000年休斯公司不复存在之时，休斯公司研制的通信卫星在地球轨道上也依然占据了40%的份额。

▲ 圣诞岛上的机场。综合考虑补给、保障和测控等多种因素，地球上的某些海域便成为了海上发射的更为理想的场所。圣诞岛附近的海域就是这么一个地方

海上发射的水域

优选发射海域也是海上发射公司得以长期盈利的关键。理论上，凡是靠近赤道的海域都可以作为从轨道动力学角度来看较为理想的地球同步轨道卫星的发射位置。但是，综合考虑补给、保障和测控等多种因素，地球上的某些海域便成为了海上发射的更为理想的场所。

圣诞岛是澳大利亚位于印度洋东北部的海外领地，为火山岛，面积135平方公里。北距印尼首都雅加达约500公里，东南距澳大利亚西岸首府珀斯市约2600公里，东距另一澳大利亚海外领地科科斯（基林）群岛975公里。

这座小岛上面的常住人口只有2072人，而且有相当大的比例（85%）是华人。圣诞岛靠近赤道南部，属热带海洋性气候，平均气温21℃～32℃，湿度高达80～90%。每年11月～次年4月偶发热带气旋暴风雨，使岛周围出现较大风浪，但绝大多数情况下，其周边海域都很平静。

海上发射公司在美国加利福尼亚州的长滩组装好火箭的部件，而主要的装配则在装配指挥船上完成，以便边航行边组装，有效节省时间，提高发射密度。

火箭的有效载荷首先由早些年在“波音”工作过的工程师进行测试，然后俄罗斯和乌克兰的工程师负责对天顶号运载火箭进行燃料加注。之后，火箭就被转移到海洋奥德赛号自航发射平台的横向架上进行测试并等待发射了。

通常来说，海洋奥德赛号发射平台和海洋指挥者号指挥舰需长途航行4828公里。海洋指挥者号航速较快，用8天时间到达。在勘测周边海域的情况后，等待海洋奥德赛号发射平台。3天后，海洋奥德赛号发射平台前来会合（共航行11天），最后定位在离基里巴斯圣诞岛370公里的赤道附近国际水域（北纬0°N 西经154°W）。

在海洋奥德赛号海上发射平台吃水到达22米后，发射架打开，火箭起竖，发射平台船员撤离到指挥舰上，并驶离到5公里以外。确保发射平台上无人后，火箭就可以发射了。

▲ 夜幕下的挪威克瓦纳集团船舶制造厂

值得期待的海射未来

海上发射公司，由四个在航空航天航海领域很牛的集团组建而成。但是，在2009年6月22日，该公司还是宣布破产了。

原因很多，2006年，海上发射公司的总经理吉姆被太空探索技术公司挖走了，成为了该公司的首席运营官。另外，就是美国官方对海上发射公司的干扰了。

1998年，波音公司被美国政府判罚1000万美元，罪名是向非美国的盟友转移洲际弹道导弹技术。（波音不是有强大的游说团队么？的确有，否则罚款会高达1.02亿美元的。）美国、俄罗斯、乌克兰和挪威的组合让美国技术限制部门头大了。他们多次强制调查海上发射公司，每次调查都会让公司停摆2个月。

美国海关也对海上发射公司的破产起到了推波助澜的作用。天顶号运载火箭委屈地被美国海关认定为洲际弹道导弹。因此，美国海关强烈地试图阻止携带该火箭零部件的海洋指挥者号停靠加利福尼亚港口。

另外，太平洋相关海域的国家联名到联合国参了海上发射公司一本。虽然天顶号运载火箭使用的是环境友好的液氧煤油燃料，而非偏二甲肼/四氧化二氮有毒燃料，但是，该公司的大股东之一是曾经研制出世界上威力最大的撒旦核导弹的南方设计局这个事实还是让太平洋海域的国家心有忌惮。

2010年，海上发射公司得到了重组。 重组后，俄罗斯能源火箭公司占公司95%的股份，美国波音公司占3%，挪威克瓦纳公司占2%。从此，之前的四大集团变为三大集团（少了乌克兰南方设计局），美国和挪威也大幅缩减了投资。

最后，中国发声了！中国航天科技集团有限公司已表明，我国在开展海上发射试验后，计划从2018年开始推出面向商业市场的海上发射服务。

咱们的海上发射公司的组成比之前的那个四大集团要简洁多了。无论是运载火箭还是卫星平台的技术，都是咱们自己的，因此也就避免了国与国之间技术转让方面的纷争。而随着小倾角和近赤道卫星发射需求的增加，海上发射的优势将会愈发明显。中国将挑战美俄乌挪四国联手打造的海上发射传奇！★

在不久前举行的第二届中国航天高峰论坛上，中国航天科技集团有限公司一位负责人表示，长征火箭海上发射关键技术试验将很快进行，预计2018年就可以面向国际商业用户提供海上发射服务。这就意味着，蔚蓝的海洋很快将成为中国运载火箭新的起飞点，长征火箭将从那里直上九天，奔向深邃的太空。

世界海上发射虽然沉寂了一段时间，但是从其发展思路和应用前景来看，应该依然具有相当不错的未来。

陈彩连