航天科普：中国文昌航天发射场

中国文昌航天发射场，位于海南省文昌市龙楼镇，隶属于西昌卫星发射中心，是我国首个开放性滨海航天发射基地，也是世界上为数不多的低纬度发射场之一。该发射场可以发射长征五号系列火箭与长征七号、长征八号运载火箭，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位载人空间站和深空探测器等航天器的发射任务。 作为低纬度滨海发射基地，文昌航天发射场不仅可用于满足我国航天发展的新需要，还能借助接近赤道的较大线速度，以及惯性带来的离心现象，使火箭燃料消耗大大减少（同型号火箭运载能力可增加10%），亦可通过海运解决大型火箭运输难题并提升火箭残骸坠落时的安全性。发射场完全对外开放。现已具备发射能力并执行了多次发射任务。 西昌卫星发射中心文昌航天发射场（Wenchang Spacecraft Launch Site，简称WSLS）位于海南省文昌市龙楼镇，发射场区地理位置居19°N左右。 发射场主要由发射场区、配套测控站等区域组成，发射场区包括发射区、技术区、试验协作区、技术勤务保障系统等。项目用地总面积约18531亩。建设有两个工位：长征五号、长征五号B发射用101工位，长征七号、长征七号甲、长征八号发射用201工位。 文昌航天发射场的前身为我国发射亚轨道火箭的发射测试基地，后经国务院、中央军委批准在该地建设我国首个滨海航天发射基地。 20世纪70年代，我国在建设战备航天发射场时，就曾经把海南列为最佳场址之一，但鉴于当时严峻的国际形势，海南等处于一线的沿海地区很容易被外国军队攻击，最终不得不改在较为不易被攻击的西昌。随着国际形势的缓和，在海南建设我国第四个卫星发射中心的条件也日渐成熟。1988年底，我国第一座用于科研的亚轨道探空火箭发射场在海南建成，并成功发射了我国自主研制的一枚探空火箭，这也是我国发射亚轨道探空火箭的测试基地，它的建成对我国航天技术的进步具有重要意义。在1988年之后的20多年间，此发射场曾多次成功发射织女系列火箭。 海南航天发射基地建设项目从上世纪90年代中期开始酝酿和多轮科学评估。据中国科学院院士、著名火箭专家余梦伦介绍，最初论证时曾有三亚方案、文昌方案、阳江方案等3个方案，最终科学家们选择了文昌方案。 该中发射场可以用于发射长征五号系列火箭、长征七号、长征八号运载火箭以及正在研制中的其他型号运载火箭，发射场主要承担大质量地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位载人空间站和深空探测器等航天器的发射任务。 文昌航天发射场建成使用后，酒泉卫星发射中心将继续承担返回式卫星、载人飞船等发射任务；太原卫星发射中心仍主要承担太阳同步轨道卫星发射任务；西昌卫星发射中心的西昌发射场将主要承担应急发射任务，并与文昌航天发射场之间形成一定互补关系。 在文昌航天发射场组织发射时，装载着火箭的远望21、22号火箭运输船从天津港出发，经渤海、黄海、东海、台湾海峡、南海、琼州海峡等海域，经过五至七天时间、航行约一千八百海里，到达海南清澜港西码头，再通过公路运往火箭水平转载厂房。航天器通过大型运输机空运至海口美兰机场，再经公路运往发射场的航天器总装测试厂房。火箭在综合测试大厅进行测试后，进入垂直总装测试厂房进行起竖、对接、综合测试。航天器完成总装测试后，以垂直状态运到加注与整流罩装配厂房，进行推进剂加注和整流罩装配，然后以航天器/整流罩组合体形式垂直转运至火箭垂直总装测试厂房与火箭对接安装。火箭、航天器联合总检查以及相关转场准备工作后，垂直整体运输至发射工位，实施燃料加注，火箭点火发射。 科学研究表明，距赤道越近、纬度越低，地球自转速度越大，利用惯性离心力，在燃料不变的情况下，火箭可以节省推力携带更大的载荷。同时，在低纬度发射场发射地球同步轨道卫星时，由于夹角偏小，卫星机动到地球同步轨道所需燃料减少，也可延长卫星寿命。海南省是我国纬度最低，距赤道最近的省份，纬度为北纬19°。西昌、太原、酒泉3个卫星发射中心的纬度分别为北纬28°、北纬38°、北纬41°。世界上最著名的低纬度发射场是位于南美洲北部法属圭亚那的法国库鲁发射场，纬度为5°N，它是目前法国唯一的航天发射场，也是欧空局主要的航天活动中心。最靠近赤道的发射场则是意大利的圣马科航天发射场，位于2.9°S。文昌航天发射场建成使用后，不仅可以基本满足中外各种轨道卫星发射的要求，也为我国运载火箭更多地参与国际商业航天发射提供了广阔空间，有利于促进我国空间技术发展良性循环。同时，文昌航天发射场对于优化和完善我国航天发射场布局、推动航天事业可持续发展具有重要战略意义，并对带动海南省基础设施建设、促进当地旅游业发展、繁荣区域产业具有积极作用。 文昌航天发射场建设并非酒泉、太原、西昌等现有三大航天发射场的重复与翻版，而是在高起点上的创新发展，其引用当今世界航天领域最先进的设计理念和最新技术，包括信息化、智能化、环保诉求等创新元素都贯穿融入发射场设计、建设的全过程，以最终建成一个综合发射能力强，安全性、可靠性和信息化程度高，生态环保、世界先进的现代化新型航天发射场。文昌发射场建成使用后，酒泉卫星发射中心将承担返回式卫星、载人飞船等发射任务，太原卫星发射中心主要承担太阳同步轨道卫星发射任务，西昌卫星发射中心的西昌航天发射场将主要承担应急发射任务，三大发射中心的四个发射场将形成互补关系。 在选择发射场时，卫星发射方都会尽量选择低纬度地区，最好选择在赤道附近，因为这样可使火箭发射后得到地球自转赋予的、向东的初速度，提高运载能力，海南发射场建成后在国际卫星发射市场上的竞争力很强。 要将1公斤物品送入太空中，就要消耗成百上千公斤的燃料。因此，卫星专家总是在绞尽脑汁，保证卫星功能齐备的同时，尽量减轻卫星的重量。但运载火箭的体积不能无限膨胀，卫星的重量也不能无限减轻。在现有的技术条件下，能将我国“长征”2F火箭的推力从10吨提升一个档次，让我国发射卫星时节约燃料的有效办法，海南卫星发射场可以将我国的航天发射场从北方高纬度的内陆地区“搬”到南方低纬度的沿海地区，海南卫星发射场的建成还可以迅速填补低纬度发射的市场空白。 在我国将来的载人登月计划中，新研制的重型运载火箭可轻易地将载人飞船送上月球，建立月球基地，或将载人飞船送上太空，建立我国的空间站。 我国新一代航天发射场选址海南文昌具有三大优势： 第一，作为我国首个滨海发射场，靠海港，运输方便。火箭可以海上运输，箭体直径不再受铁路桥梁涵洞限制（我国现役的长征二号系列运载火箭由于受到铁路机车车辆限界的限制，其组件的最大直径只能限制在3.35米），进一步释放了火箭设计的潜力； 第二，纬度低，发射效率高。西昌发射场约28°N，文昌发射场约18°N。同型火箭运载能力可提高10%。卫星寿命可延长2年以上； 第三，射向宽，安全性好。从东射向到南射向，1000公里范围均为海域，从海南岛发射的火箭，其发射方向1000公里范围内是茫茫大海，因此坠落的火箭残骸不易造成意外，航区及落区安全性好。