航天發(fā)射中心選址探析

1、航天發(fā)射中心選址探析湖北省咸寧高級(jí)中學(xué)湯標(biāo)共和國(guó)六十二華誕來(lái)臨之際，中國(guó)首個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮一號(hào)” 于2011年9月29日21時(shí) 16分在酒泉成功發(fā)射，這標(biāo)志著中國(guó)人的問(wèn)天之旅開(kāi)啟了新的征程。天宮一號(hào)將在未來(lái)幾年 分別與神舟八號(hào)、神舟九號(hào)、神舟十號(hào)飛船對(duì)接，逐步建成我國(guó)第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室。那么， 衛(wèi)星、飛船等人造天體的發(fā)射基地在選址上需要考慮哪些因素呢？要弄明白這個(gè)問(wèn)題，我們 首先要了解我國(guó)主要的衛(wèi)星發(fā)射基地的基本情況。一、我國(guó)四大衛(wèi)星發(fā)射基地我國(guó)四大玉星發(fā)射基地分布圖制圖李勇酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心（額濟(jì)納衛(wèi)星發(fā)射中心）酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心位于內(nèi)蒙古阿拉善盟額濟(jì)納旗的寶日烏拉嘎查巴音寶格德山下，理應(yīng) 稱(chēng)作

2、“額濟(jì)納衛(wèi)星發(fā)射中心”。它與酒泉沒(méi)有任何關(guān)系，當(dāng)初建設(shè)之時(shí)由于地處荒涼，最接近的城市是甘肅酒泉市，為保密需要而定名。它主要承擔(dān)各種近地軌道衛(wèi)星和科學(xué)試驗(yàn) 衛(wèi)星（飛船）的發(fā)射任務(wù)。中心自1958年創(chuàng)建以來(lái)，曾為中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造過(guò)驕人的 業(yè)績(jī)：1970年4月21日，中國(guó)的第一顆人造地球衛(wèi)星在這里升起；1975年11月26日，第一顆 返回式人造衛(wèi)星在這里升空；1980年5月18日，第一枚遠(yuǎn)程運(yùn)載火箭從這里飛向太平洋預(yù)定 空間；1981年9月20日，第一次用一枚火箭將三顆衛(wèi)星送上太空.目前，對(duì)國(guó)內(nèi)游客開(kāi)放的景點(diǎn)有：額濟(jì)納衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)、額濟(jì)納指揮控制中心、額濟(jì)納長(zhǎng) 征二號(hào)火箭額濟(jì)納、測(cè)試中心、額濟(jì)納

3、衛(wèi)星發(fā)射中心場(chǎng)史展覽館、額濟(jì)納革命烈士陵園、額 濟(jì)納東風(fēng)水庫(kù)、額濟(jì)納沙漠胡楊林等。1999年11月20日，“神舟”號(hào)試驗(yàn)飛船從這里發(fā)射升 空，拉開(kāi)了中國(guó)載人航天工程的幕布。此后“神舟二號(hào)飛船”“神舟三號(hào)飛船”“神舟四號(hào) 飛船”“神舟五號(hào)飛船”“神舟六號(hào)飛船”“神舟七號(hào)飛船”相繼從這里成功發(fā)射。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心西昌衛(wèi)星發(fā)射中心（XSLC）又稱(chēng)“西昌衛(wèi)星城”，始建于1970年，隸屬于中國(guó)人民解放 軍總裝備部，它主要承擔(dān)地球同步軌道衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，擔(dān)負(fù)通信、廣播、氣象衛(wèi)星等試驗(yàn)發(fā) 射和應(yīng)用發(fā)射任務(wù)。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心是中國(guó)目前對(duì)外開(kāi)放的規(guī)模最大、設(shè)備技術(shù)最先進(jìn)、 承攬外星發(fā)射任務(wù)最多、具備發(fā)射多型號(hào)衛(wèi)星

4、能力的新型航天器發(fā)射場(chǎng)。發(fā)射中心擁有測(cè)試 發(fā)射、指揮控制、跟蹤測(cè)量、通信、氣象、技術(shù)勤務(wù)保障等系統(tǒng)。發(fā)射場(chǎng)區(qū)的兩個(gè)發(fā)射工位 及技術(shù)測(cè)試中心、指揮控制中心等配套設(shè)施，能擔(dān)負(fù)和完成多種型號(hào)的國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)。 在中國(guó)目前的三大衛(wèi)星發(fā)射中心中，功能比較齊全，設(shè)備比較完善。它既能發(fā)射采用低溫推 進(jìn)劑的“長(zhǎng)征三號(hào)”系列運(yùn)載火箭，又能發(fā)射運(yùn)載能力較大的捆綁火箭。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心 于1982年交付使用。2007年10月24日18時(shí)05分04秒（UTC+8時(shí)），我國(guó)的首顆繞月人造衛(wèi)星 嫦娥一號(hào)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空。太原衛(wèi)星發(fā)射中心太原衛(wèi)星發(fā)射中心始建于1967年，位于黃土高原，具有發(fā)射極地軌道衛(wèi)星的良好地

5、理?xiàng)l 件，能滿(mǎn)足多射向、多軌道、遠(yuǎn)射程的衛(wèi)星發(fā)射要求。目前，已建成具有多功能、多發(fā)射方 式，集指揮控制、測(cè)控通信、綜合保障系統(tǒng)于一體的現(xiàn)代化發(fā)射場(chǎng)，航天發(fā)射綜合能力實(shí)現(xiàn) 了從年執(zhí)行1次發(fā)射任務(wù)到每年執(zhí)行10次以上高密度火箭衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)的躍升。中心先后成 功地發(fā)射了我國(guó)第一顆太陽(yáng)同步軌道氣象衛(wèi)星“風(fēng)云一號(hào)”，第一顆中巴“資源一號(hào)”衛(wèi) 星，第一顆海洋資源勘察衛(wèi)星等，創(chuàng)造了我國(guó)衛(wèi)星發(fā)射史上的9個(gè)第一。文昌衛(wèi)星發(fā)射中心文昌航天發(fā)射中心位于中國(guó)海南省文昌市附近，以前它只是一個(gè)發(fā)射亞軌道火箭（如彈 道導(dǎo)彈）的測(cè)試基地?，F(xiàn)在正在擴(kuò)建，將成為中國(guó)的第四個(gè)衛(wèi)星發(fā)射中心。由于此地點(diǎn)緯度 較低，距離赤道只有19度，

6、地球自轉(zhuǎn)造成的離心力可以讓火箭負(fù)載更多的物品。該中心將用 來(lái)發(fā)射正在研制的重型長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭。建設(shè)這一新航天發(fā)射場(chǎng)，是為了適應(yīng)我國(guó)航天事 業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，滿(mǎn)足新一代無(wú)毒、無(wú)污染運(yùn)載火箭和新型航天器發(fā)射任務(wù)的需要。建成 后，主要承擔(dān)地球同步軌道衛(wèi)星、大質(zhì)量極軌衛(wèi)星、大噸位空間站和深空探測(cè)衛(wèi)星等航天器 的發(fā)射任務(wù)。預(yù)計(jì)于2013年建成并投入使用，建成使用后，不僅可以基本滿(mǎn)足中外各種軌道 衛(wèi)星發(fā)射的要求，也為中國(guó)運(yùn)載火箭參與更多國(guó)際商業(yè)航天發(fā)射提供了廣闊空間，有利于促 進(jìn)中國(guó)空間技術(shù)良性發(fā)展。二、航天發(fā)射中心選址要求從以上我國(guó)四大發(fā)射基地的基本情況中，可以發(fā)現(xiàn)中心選址上有一些共同特點(diǎn)：海拔較 高

7、、地形隱蔽、氣候適宜、交通便利以及監(jiān)測(cè)及時(shí)準(zhǔn)確等。海拔較高、緯度低物理知識(shí)告訴我們，衛(wèi)星軌道傾角與發(fā)射場(chǎng)的緯度關(guān)系密切。緯度越低，離赤道越近， 既可以充分利用地球自轉(zhuǎn)的離心力，又可縮短從地面到衛(wèi)星軌道的距離，從而節(jié)省火箭燃料， 增加火箭的有效負(fù)荷。例如我國(guó)即將建成的文昌衛(wèi)星發(fā)射中心火箭發(fā)射場(chǎng)，它距離赤道較近、 緯度低，發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可以充分利用地球自轉(zhuǎn)的離心力，因此文昌衛(wèi)星發(fā)射中心能耗較低，使 用同樣燃料可以達(dá)到的速度也更快。據(jù)稱(chēng)，它比西昌發(fā)射火箭的運(yùn)載能力可提高10%至15%， 衛(wèi)星壽命可延長(zhǎng)2年以上。除此之外，還可避免一系列火箭研制上復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，簡(jiǎn)化制造過(guò)程，同時(shí)還能夠滿(mǎn) 足將來(lái)發(fā)射大、小

8、傾角衛(wèi)星的要求，利于衛(wèi)星和火箭部件的回收。地形隱蔽，地質(zhì)結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)發(fā)射基地需要有利的地理位置。地形上要求地勢(shì)平坦開(kāi)闊，地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)，避開(kāi)地 層斷裂帶和地震區(qū)。在南北縱向山谷中形成的一些山間小盆地，不但利于發(fā)射場(chǎng)的整體布局， 對(duì)地面發(fā)射設(shè)施、技術(shù)設(shè)備與跟蹤測(cè)量、通信的建網(wǎng)布署也十分有益，而且還能滿(mǎn)足擴(kuò)建的 要求和今后的發(fā)展。氣候適宜，水源充足穩(wěn)定要有良好的氣象及水文條件。氣象條件是影響發(fā)射的最直接、最關(guān)鍵因素。發(fā)射場(chǎng)通常 選擇在雷雨少、濕度小、風(fēng)速弱、溫差變化小的地方。還需要有充足的水源。水主要用于發(fā) 射臺(tái)及相關(guān)設(shè)備的降溫，滿(mǎn)足發(fā)射場(chǎng)清洗廢物和冷卻用水的需要。西昌地區(qū)屬于亞熱帶高原 季風(fēng)氣候區(qū)

9、，年平均溫度為攝氏十六度，是中國(guó)年氣溫變化最小的地區(qū)之一，西昌地區(qū)雨旱 兩季分明，日照多達(dá)三百二十天，幾乎沒(méi)有霧日，全年風(fēng)速都很低。每年只有六月至九月為 雨季，多半是夜雨和午后陣雨，其余月份皆為旱季，多是晴天，這些氣候條件大大地增加了 年試驗(yàn)周期和允許發(fā)射的時(shí)間。再如，酒泉屬溫帶沙漠性氣候，深居內(nèi)陸，全年干旱少雨， 雷電少，光照時(shí)間長(zhǎng)，一年中適合發(fā)射的天數(shù)高達(dá)320天，年均氣溫8.5C，相對(duì)濕度為 35%55%，發(fā)射條件較好。交通便利，通訊條件良好發(fā)射場(chǎng)常建在工業(yè)中心和鐵路干線附近，便于大型火箭衛(wèi)星的運(yùn)輸及回收。距西昌發(fā)射 場(chǎng)五十公里處是飛機(jī)場(chǎng)，跑道長(zhǎng)三千六百公尺，可以滿(mǎn)足C-130和波音七四

10、七等大型飛機(jī)起 降。發(fā)射場(chǎng)距離成昆鐵路和川滇公路都不遠(yuǎn)，東面的金沙江航道通達(dá)宜賓、重慶直至上海。 另外，國(guó)家通信干線也緊鄰發(fā)射場(chǎng)，保證發(fā)射試驗(yàn)時(shí)的通訊暢通?？傊鞑鬀錾街械纳?區(qū)型發(fā)射可說(shuō)是得天獨(dú)厚，占盡了地利。而文昌則可以通過(guò)海洋運(yùn)輸解決大直徑火箭內(nèi)陸運(yùn)輸不便的難題，有利于未來(lái)發(fā)展火箭及大型航天器的要求。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完善衛(wèi)星發(fā)射升空之后還要及時(shí)準(zhǔn)確地跟蹤監(jiān)測(cè)，因此，對(duì)于發(fā)射中心來(lái)說(shuō)，必須要配備完 善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。既要考慮監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布局，又要照顧綿延幾千千米的空中和地上監(jiān)測(cè)站的設(shè) 點(diǎn)。我國(guó)已經(jīng)基本形成了由西至東，距離數(shù)千公里的陸上航天測(cè)控網(wǎng)。三、世界主要航天發(fā)射場(chǎng)了解了我國(guó)的發(fā)射中心選址之后，我

11、們一起來(lái)看看世界主要的航天發(fā)射場(chǎng)?？夏岬虾教熘行慕ㄓ?962年7月，是美國(guó)宇航局進(jìn)行航天器測(cè)試、發(fā)射的最重要場(chǎng)所，特別是載人航天 器方面，在美國(guó)是獨(dú)一無(wú)二的，是以已故美國(guó)總統(tǒng)約翰肯尼迪(John F.Kennedy)來(lái)命名 的，被稱(chēng)為人類(lèi)通向太空的大門(mén)。該中心位于美國(guó)東部佛羅里達(dá)州東海岸的梅里特島，與 卡納維拉爾角相鄰，不過(guò)兩者的隸屬關(guān)系不同，后者屬于美國(guó)空軍，有長(zhǎng)達(dá)一萬(wàn)公里的射向 航程，主要從事戰(zhàn)略導(dǎo)彈飛行試驗(yàn)。場(chǎng)區(qū)總面積560多平方公里，有十多個(gè)發(fā)射陣地，梅里 特島北端有為著名的阿波羅登月計(jì)劃建造的39號(hào)發(fā)射陣地，后改為航天飛機(jī)發(fā)射場(chǎng)，是觀看 壯麗的航天飛機(jī)起飛的最佳場(chǎng)所。西部航天導(dǎo)彈試驗(yàn)

12、中心成立于1964年5月，曾是空軍試驗(yàn) 靶場(chǎng)，1979年10月改為現(xiàn)名，是美國(guó)最重要的軍用航天發(fā)射基地，主要用于戰(zhàn)略導(dǎo)彈、武器 系統(tǒng)試驗(yàn)和各種軍用衛(wèi)星、極軌衛(wèi)星的發(fā)射。它位于美國(guó)西部洛杉磯北面的西海岸，占地近 400平方公里，場(chǎng)區(qū)全為起伏的丘陵。它有跨越太平洋直達(dá)夸賈林島區(qū)的8000公里航線以及 十分完善的落點(diǎn)定位系統(tǒng)。拜科努爾發(fā)射場(chǎng)建于1955年，是世界上最大型的發(fā)射場(chǎng)之一，位于哈薩克斯坦拜克努爾市西南288公里， 東西長(zhǎng)80余公里，南北寬30余公里，場(chǎng)區(qū)地形起伏，是人煙稀少的半沙漠草原區(qū)。它是前蘇 聯(lián)最大的導(dǎo)彈和航天器發(fā)射場(chǎng)。第一顆人造衛(wèi)星“人造地球衛(wèi)星1號(hào)”(1957.10.4)，第一艘

13、 載人飛船“東方一號(hào)”(1961.4.12)，第一座空間站“禮炮一號(hào)”(1974.4.19)，前蘇聯(lián)第一 架航天飛機(jī)“暴風(fēng)雪號(hào)”(1988.11.15)都是從這里升空的。洲際導(dǎo)彈飛行試驗(yàn)的落點(diǎn)在堪察 加半島和太平洋中部水域。發(fā)射場(chǎng)分成大作業(yè)區(qū)：載人航天器發(fā)射區(qū)，大型運(yùn)載火箭發(fā)射區(qū)， 航天飛機(jī)發(fā)射區(qū)；還設(shè)有航天博物館和各種陳列室，用以進(jìn)行航天傳統(tǒng)教育。普列謝茨克基地曾是前蘇聯(lián)一個(gè)秘密的導(dǎo)彈發(fā)射場(chǎng)。雖早建于1957年，但直到1966年3月發(fā)射“宇宙112 號(hào)”偵察衛(wèi)星時(shí)，才被英國(guó)一中學(xué)業(yè)余衛(wèi)星跟蹤小組發(fā)現(xiàn)而曝光于世。該基地位于俄羅斯白 海以南300余公里的阿爾漢格爾斯克地區(qū)，早期是洲際導(dǎo)彈的作戰(zhàn)基

14、地，從1966年起才使用 四種火箭和九座發(fā)射臺(tái)來(lái)發(fā)射大傾角的偵察、電子情報(bào)、導(dǎo)彈預(yù)警、通信、氣象和雷達(dá)校準(zhǔn) 衛(wèi)星，其中三分之二為軍用，是世界上發(fā)射衛(wèi)星最多的發(fā)射場(chǎng)，發(fā)射次數(shù)達(dá)到全世界總數(shù)一 半左右，繁忙時(shí)一天發(fā)射兩枚運(yùn)載火箭。由于該基地不進(jìn)行載人飛行器的發(fā)射，因此發(fā)射操 作的自動(dòng)化程度很高，每年的發(fā)射次數(shù)，平均是拜克努爾的1.5倍。種子島航天中心位于日本本土最南部種子島的南端，1974年建成。它在竹崎和大崎有兩個(gè)發(fā)射場(chǎng)地，占 地6.8平方公里，擁有發(fā)射塔、控制中心、靜態(tài)點(diǎn)火試車(chē)臺(tái)和火箭與衛(wèi)星裝配車(chē)間等技術(shù)設(shè) 施，是日本最大的航天發(fā)射場(chǎng)。日本大多數(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星都在這里發(fā)射，而相鄰的鹿 兒島航天中心主要發(fā)射科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星。由于日本漁民的反對(duì)，這兩個(gè)發(fā)射場(chǎng)只能在每年的1、 2月和8、9月漁業(yè)淡季時(shí)進(jìn)行發(fā)射活動(dòng)。庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)也稱(chēng)圭亞那航天中心，是目前法國(guó)唯一的航天發(fā)射場(chǎng)，也是歐空局(ESA)開(kāi)展航天活動(dòng) 的主要場(chǎng)所。它位于南美洲北部法屬圭亞那中部的庫(kù)魯?shù)貐^(qū)，在沿大西洋海岸的一片狹長(zhǎng)草 原上。由于發(fā)射場(chǎng)緊靠赤道，對(duì)發(fā)射靜止衛(wèi)星極為有利。庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)1966年動(dòng)工興造，1971 年建成，共耗資5.2億法郎。早期僅進(jìn)行探空火箭和“鉆石號(hào)”運(yùn)載火箭發(fā)射。1979年12月