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为什么神舟飞船总是选择在酒泉发射?


    细心的读者会发现,自1999年以来,从神舟1号到神舟7号,中国历次载人航天任务的发射地都选在甘肃省西北部河西走廊西端的酒泉市。从飞船发射场的组成规律和选址原则等方面分析,可以得出结论:中国载人航天工程的“母港”落户于酒泉卫星发射中心,这既是对丰厚的历史遗产的继承,也是基于现实的最优选择。

  本文将从飞船发射场的组成、飞船发射场的选址、酒泉卫星发射中心概况、在酒泉发射飞船的优势,以及未来中国飞船的起点等方面,为您重点解释神舟飞船选择在酒泉发射的前因后果。

 

 

   飞船发射场属于航天发射中心的一种。它是为保障载人飞船的装配、发射前准备、发射、弹道测量、发送指令以及接收和处理遥测信息而专门建造的一整套地面设备、设施和建筑。

  飞船发射场的结构组成以及设备的配套完全取决于运载火箭及飞船的结构和规定的任务。

  通常,它可以分为五个部分:技术阵地、发射阵地、测控系统、搜索救生系统以及生活区和后勤系统。

    
酒泉卫星发射中心一瞥,东方红1号卫星从这里飞天

 

   另外,它的设备可分为通用设备和专用设备两大类。通用设备即通用工业性设备,包括电力、照明、取暖、通风、消防、通信、供水、排水、升降机等。专用设备是用于火箭与航天器的运输、装卸、装配、测试、起竖、加注、充填压缩气体、调温、发射准备、发射和飞行控制等的设备。

  由于飞船发射场包括了许多的设施、设备,是一个非常复杂的系统,影响其结构和组成的决定性因素很多,如场址的地理坐标,国家以及国际航天计划的规模,载人飞船的规模、用途和类型,国家技术发展水平和经济状况,以及保证可靠和安全的能力等。
如何选择飞船发射场的地理位置

  飞船发射中心场址的选择涉及到许多因素,甚至要涉及到国际关系问题。由于发射现代航天运载器,其航区有时要达到地球周长的一半,因此要考虑在火箭发射区、坠落区以及航天器回收区建立禁区的可能性,此外在火箭发射时或在主动段飞行时出现故障的情况下还要采取的安全措施,沿航区设置地面测控站或测量船也有相当的必要性。

酒泉载人航天发射场全景,左为总装测试厂房,右为发射塔下部


    此外,发射场址的选择还需结合该区的地形地貌、土质结构、供水条件,以及海、陆、空交通条件。发射场所在地区的气候和气象条件(年平均气温、湿度、晴天数、大风天数等)也很重要,很大程度上决定了发射场的技术能力,影响着地面系统工作的可靠性。周围的环境条件也要考虑,从安全性出发,发射地点以设在远离工业中心、居民稀少的地区为宜。

  总之,发射中心场址选择要考虑的因素很多,各国的具体情况差异甚大。世界上早期的航天器发射中心,绝大部分都是由导弹发射和试验设施演变而来的,中国的三大航天发射中心也不例外。


 酒泉卫星发射中心概况

  中国用以发射运载火箭的基地,主要有西昌、太原和酒泉三大航天发射中心。其中酒泉卫星发射中心就是由导弹发射试验场发展起来的现代化综合性航天发射中心。

  酒泉卫星发射中心始建于1958年,是中国最早的卫星发射中心,其卫星发射设施十分先进。酒泉卫星发射中心主要用于执行中轨道、低轨道及高倾角轨道的科学实验卫星及返回式卫星的发射任务。自1970年长征一号运载火箭成功发射中国第一颗卫星――东方红一号以来,酒泉卫星发射中心通过长征一号、长征二号丙及长征二号丁火箭已成功地发射了20多颗科学实验卫星。

    通往总装测试厂房的无缝铁轨

酒泉卫星发射中心位于中国西北部甘肃省酒泉地区,发射场的坐标位置为东经100度、北纬41度,海拔1000米。该地区属内陆及沙漠性气候,全年少雨,白天时间长,年平均气温8.5摄氏度,相对湿度为35-55%,环境条件很适合卫星发射。

  兰州至乌鲁木齐的铁路在清水地区有一条支线直达酒泉卫星发射中心的技术中心和发射场区。鼎新机场在酒泉卫星发射中心以西75公里,机场跑道长4000米、宽80米,可起降C-130及波音747等大型飞机。8米宽水泥路面的公路连接技术中心和发射场区,适合卫星从机场到技术中心和发射场区的运输。



在酒泉发射飞船有哪些优势?

  选择酒泉进行神舟飞船的发射是综合考虑天时、地利的结果。天时,是指这里气象条件适合卫星发射。地利,则要讲到酒泉一些得天独厚的自身条件——虽然该地纬度比西昌和太原都高,运载火箭要消耗额外的燃料,但酒泉具有以下两个其他卫星发射基地不具备的优势。

 

        所有的神舟飞船都从这个发射塔上起飞

优势一:戈壁广阔平坦,适合兴建大规模发射场。反观西昌和太原卫星发射中心,它们都处于崇山峻岭之间,不适于建设各建筑交通方便的载人航天发射场。载人飞船和运载火箭在发射前最好连为一体,从总装测试厂房垂直移动到发射架上。而为保证发射安全,发射架与总装测试厂房又不能离得太近,为转运方便,二者之间最好有直路相连。平坦的戈壁正适合建设这样的大体量建筑物。在酒泉卫星发射中心,一条20米宽的铁路将亚洲最大的单层建筑——垂直总装厂房——与发射架相连,58米高的箭船组合体可以平稳移动到位。

  优势二:酒泉卫星发射中心是中国历史最早、规模最大的航天发射基地。专业人员和技术条件在全国独占鳌头。在这里发射飞船,可最大限度利用现有资源,避免重复建设,节省投资。这也符合了中国勤俭节约搞航天的原则。



未来中国飞船的起点

  所有在酒泉进行发射的运载火箭都是由铁路运输过去的。铁路运输限制了运载火箭的直径与单级长度。西昌和太原卫星发射中心也受到这一因素的制约。中国现有的运载火箭在设计之初都要考虑铁路运输的方便。这使得国内运载火箭都是“细长个”,单级推力不大,需要捆绑助推火箭才能把很重的飞船或卫星送入太空。中国要实现载人航天工程第三步战略规划:发射长期有人值守的空间站,必须发展体积更大、推力更大的运载火箭。这种已被命名为“长征5号”的火箭因为体积庞大只能通过水路运输。在海边建立发射场成为当务之急。

Getty Images供图    海南文昌海岸


  2008年,经国务院、中央军委批准,中国将在海南省文昌市建设新航天发射场。在这里建设新发射场,是为了适应航天事业可持续发展战略,满足新一代无毒、无污染运载火箭和新型航天器发射任务需求。新发射场建成后,主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。

   在海南建设发射场,可利用纬度低的优势,提高地球同步轨道卫星运载能力,延长卫星使用寿命,效费比高。神舟号飞船总设计师戚发轫院士2008年4月在接受媒体采访时曾透露,文昌航天城建成之后,将在2014年具备发射能力。想象一下,未来中国的大吨位飞船、乃至载人登月飞船,都将从海南岛起飞,载着中国人的飞天梦想探索天际以外遥远的空间。



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