“影响航天发射及着陆的区位因素”剖析

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“影响航天发射及着陆的区位因素”剖析

河南省滑县 李新运

一、世界主要的航天中心的分布

航天运载火箭发射场又叫航天(发射)中心，卫星发射场、卫星发射中心等，航天运载器发射中心是为保障航天运载器的装配、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。发射中心的发展史与航天运载器的发展密切相关，它的结构组成以及设备的配套完全取决于运载火箭的结构和规定的任务。世界航天发展半个多世纪以来，各航天大国相继建设了一些航天中心。功能齐备、设施完善的航天发射中心，如今已成为航天实力的象征之一。世界主要的航天中心（发射场）分布如下：

发射场 拜科努尔发射场 普列谢茨克基地 卡普斯金亚尔发射场 肯尼迪航天中心 西部航天导弹试验中心 酒泉卫星发射中心 西昌卫星发射中心 太原卫星发射中心 种子岛航天中心 鹿儿岛航天中心 库鲁发射场 圣马科发射场 斯里哈里科塔发射场 帕尔马基发射场 外罗老岛航天中心 海南文昌航天发射场

所在国家 哈萨克斯坦 俄罗斯 俄罗斯 美国 美国 中国 中国 中国 日本 日本 法国航空局 意大利 印度 以色列 韩国 中国

经纬度 45.6°N，63.4°E 62.8°N，40.1°E 48.4°N，45.8°E 28.5°N，81.0°W 31.4°N，120.4°W 40.6°N，99.9°E 28.3°N，102.0°E 37.5°N，112.6°E 30.4°N，131.0°E 31.2°N，131.1°E 5.2°N，52.8°W 2.9°S，40.3°E 13.9°N，80°15′E 31.9°N，34.7°E 127.30°E,34.26°N 19°19′N，109°48′E

主要发射方向

东北 东北 北 东南 西南/南 东南 东南 南 东南 东南 东 东 东 西 （已建成） （在建）

其他位置

位于哈萨克斯坦南部人烟稀少的半沙漠草原地区

位于俄罗斯白海以南300千米的阿尔汉格尔斯克地区

位于伏尔加河北岸，离下游伏尔加格勒约90千米

位于美国东部佛罗里达州东海岸的梅里特岛

美国西部洛杉矶北面的西海岸 位于内蒙古阿拉善盟额济纳旗境内的巴丹吉林沙漠深处

位于我国四川省西昌市西北65千米的幽深峡谷中

位于山西省太原市西北岢岚县的高原地区

位于日本九州的种子岛上 位于日本九州鹿儿岛境内

位于南美洲北部法属圭亚那中部的库鲁地区

位于肯尼亚福莫萨湾海岸约5千米的海上

位于印度南部东海岸的斯里哈里科塔岛

位于以色列特拉维夫南部

位于韩国南部全罗南道高兴郡外罗老岛

位于中国海南省文昌市附近

二、航天中心发射场的选址

1.要有可靠的安全保障。需要建在人烟稀少的地域，有建立禁区的可能，一旦运载火箭各级分离后坠落不致危及生命财产的安全。如拜科努尔发射场位于哈萨克斯坦的半沙漠地带，东西长80千米，南北宽30千米，发射场区幅员辽阔，人烟稀少，是内陆发射的最佳场所。

再如我国的酒泉、太原发射场初建时，主要用于导弹发射实验，导弹向西发射，残骸大多落在西部荒无人烟之处，比较安全。后来承担卫星发射任务，卫星需要向东或东南发射，以充分利用地球自转的能量，这样，安全隐患就随之而来，因其火箭必经的我国东部和东南部是人口稠密地区，城镇密集，万一发生故障，后果不堪设想。

2.要有有利的地理位置。在地形上要求地势平坦开阔，地质结构稳定坚固，避开地层断裂带和地震区，在纬度位置上要求尽量选择在低纬度地区（最好选择在赤道附近）。

西昌卫星发射中心地形隐蔽，地质结构坚实，在南北纵的大山谷中形成的一些山间小盆地，不但利于发射场的整体布局，对地面发射设施、技术设备与跟踪测量、通信的建网部署也十分有益，而且还能满足扩建的要求和今后的发展。

发射场的纬度是卫星发射比较挑剔的一个条件，特别是发射轨道倾角较小的通讯卫星，由于入轨需要，必须在低纬度的发射场发射。否则，卫星需要消耗较多的能量才能到达预定轨道，缩短了卫星的工作寿命。此外，低纬度发射场还可以使火箭得到更大的地球自转所赋予的初速度，提高运载能力。所以，许多国家


的发射场都尽量建在低纬地区，肯尼迪航天中心、种子岛航天中心、鹿儿岛航天中心分别是美国和日本领土靠赤道较近的地方。

目前，国际上公认最理想的发射场是欧洲太空局建在南美洲法属圭亚那的库鲁发射场，纬度是5.2°N，从这里易于把卫星送入极地轨道和赤道轨道。它是全球最佳的卫星发射地点，火箭可以向东射入大西洋上空，又能得到地球自转的助推，而且向北和向东的海面上有一个很宽的发射弧度。由于其位于赤道附近，所以用同一种火箭把卫星送入赤道上空轨道时，可比在美国卡纳维拉尔角发射多载15%的重量。

3.要有良好的气象及水文条件。发射场通常选择在雷雨少，风速弱，温差变化低的地方。影响卫星发射和飞船发射的最直接、最关键的因素是气象条件。另外，还需要有良好的水质，主要用于发射台及相关设备降温。

用运载火箭发射航天器，不是任何时候都可以进行，有年份、月份、日期和时刻的选择。比如，哈雷彗星以76年为周期回归，哈雷彗星探测器应选在其回自太阳的几个连续年份中发射；火星与地球的会合周期为780天，火星探测器应在火星与地球会合前后连续的几个月份中发射；有些航天器必须在某个月内连续的几天中发射；由于工作条件和轨道要求，以及气象的限制，有些航天器必须在某日内某个时刻到另一个时刻内发射。这种允许航天器发射的时间范围，叫作发射窗口。例如，“嫦娥一号”卫星每月适宜发射的时间只有一次，每次的“发射窗口”只有35分钟。

从世界主要航天中心位置来看，日本的种子岛和鹿儿岛航天中心、印度的斯里哈里科塔发射场、我国的太原发射场等均受到季风和季风性湿润气候的影响，夏天发射有效窗口少，冬季又太冷，因此，这些中心的发射任务多安排在秋季。而以色列的帕尔马基发射场位于地中海气候区。夏季多晴天，发射的有效窗口较多。哈萨克斯坦的拜科努尔发射场、我国的酒泉发射场则位于温带大陆性气候区，年降水量少，发射窗口多一些。西昌卫星发射中心位于亚热带高原季风气候区，年平均温度为摄氏十六度，是中国年气温变化最小的地区之一，可谓“万紫千红花不尽，冬暖夏凉四季春”，有“小春城”的美誉。西昌地区雨旱两季分明，日照多达320天，几乎没有雾日，全年风速都很低。

4.要有便利的交通条件。发射场常建在工业中心和铁路沿线，便于大型火箭卫星的运输及回收，如果通过海洋运输还可以解决大直径火箭内陆铁路运输的难题。如西昌卫星发射中心距发射场50千米处是西昌飞机场，跑道长3.6千米，可以允许C-130、安-124和波音747等大型飞机起降。发射场距离成昆铁路和川滇公路都不远，加之东面的金沙江航道还可以水路通达宜宾、重庆直至上海，这些条件极利于运输所需物资和卫星、火箭产品。

5.要有最佳的监测系统。既要考虑监测系统的布局，又要照顾绵延几千千米的空中和地上监测站的设点。如美国卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心，运载火箭航区沿东南方伸向大西洋，航程可达8 000千米，还可延伸到印度洋，航程延伸到12000千米。各跟踪和观测台站设在大西洋上的大马哈岛、达特克岛、安提瓜岛的阿森松岛上，与测量站相比，可减少海浪对测量精度的影响，具有较好的发射观测环境。

三、海南文昌航天发射场的优势

1.海南是我国纬度最低的陆上地区。卫星发射夹角小，发射效率高，费用少，技术难度低并可延长卫星寿命。在海南发射地球同步卫星，比在西昌发射，火箭的运载能力可提高10%～15%，卫星消耗的燃料可节约100千克左右，卫星寿命可延长两年以上。

2.射向多，范围大，地球同步轨道、太阳同步轨道和近地轨道卫星都可以发射。 3.是为了适应中国正在研制的大推力运载火箭的要求。由于目前中国铁路隧道直径的限制，超过一定尺寸的火箭箭体和发动机就不能使用铁路运输了，而目前中国主要的三大发射基地酒泉、西昌和太原卫星发射中心都深处内陆，必须依赖铁路运输，又需要穿过高山峻岭，因此，大直径的新型火箭（超过3.35米）无法在这些地点发射。而海南的新发射场毗邻大海，具有良好的海上运输条件，新型火箭可以装船通过海路运输到海南的新发射场。

4.安全性好，大型运载火箭各级落区都是海洋，没有国土污染。当火箭助推器和一级箭体工作完毕后被抛掉时，这些残骸一般将坠落在发射点以东1000千米以内。现有的三大发射中心除酒泉外，都存在残骸落在人口密集区的可能，不利于安全。而在海南发射，发射场以东1000千米之内就是大海，只有几个零星岛屿，极大地提高了残骸坠落的安全性。

5.海南具有优美的自然环境，且能源、交通和通信都具备建设航天发射场的条件，能提供有力的后勤支持。

6.现有的发射基地受地理条件等因素限制，无法进行综合开发利用。如果建在海南，不仅可以进行商业发射，还能大大促进海南旅游业的发展。

四、返回地点的选择及主要的着陆场

在载人航天飞行中，为了确保航天员和航天器安全顺利地返回地面，要建设相应的着陆场。世界各航天大国根据各自的国情和载人航天工程的特点建设了适合本国载人航天器返回的着陆场。

1.返回地点要求：①人烟稀少的地区；②地势开阔平坦，水面少，便于发现目标或营救；③距离发射


场、控制中心位置适中，有利于监控和抢救等工作开展。

2.世界著名的着陆场：

①美国肯尼迪航天中心主着陆场，位于佛罗里达州卡那维拉尔角，创建于1949年，当时创建的目的是为了发射试验远程导弹。1977年改名为东部空间和导弹试验中心，能发射各种导弹和载人航天器。

②美国爱德华兹空军基地，位于洛杉矶东北部沙漠中，是一个综合性航空基地。由于它位于沙漠中，气候干燥少雨，因此被选作航天飞机着陆的第一后备机场。美国航天飞机的100多次飞行，有49次在爱德华兹着陆。

③前苏联（俄罗斯）载人航天主着陆场，设在拜科努尔发射场东北的草原上。这里东西绵延上万里，人烟稀少，自然条件适宜飞船回收。同时，拜科努尔发射场的测控通信设备可用于飞船返回和回收测控。

④中国神舟飞船主着陆场，在内蒙古中部四子王旗的阿木古郎牧场,这里海拔1000米～1200米，地势平坦开阔，人烟稀少，适宜飞船着陆。着陆场组建了直升机分队和地面搜索分队，配备了跟踪、通信、运输、救护等设施，可确保飞船返回舱和航天员的安全着陆和顺利回收。

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