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[问答] 为什么中国有四个航天发射场?各有什么优势?

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白白123 发表于 2021-5-5 05:05:30 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
为什么中国有四个航天发射场?各有什么优势?


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橄榄树 发表于 2021-5-5 05:05:39 | 只看该作者
 
按:今明两天, @我们的太空 在抖音直播上将陆续为我们带来四场空前硬核的直播——我们逐一走进酒泉、太原、西昌、文昌四大航天发射场,领略新中国航天事业不平凡的六十年。中国这四大发射场的建设分别有怎样的时代背景、因应了我国航天事业发展各个阶段的哪些需求?本文带你仔细梳理这段你或不知的故事。
 第1张图片 从最基础的探空火箭试验白手起家,到拿下世界各国年度发射数量冠军;
从一曲简约的《东方红》响彻寰球,到神舟天宫、嫦娥北斗,繁星漫天。
六十年来,
从志愿军队伍在苍茫大漠里胼手砥足安营扎寨,
到新时代中求「星辰」于「大海」的崭新征程,
酒泉、太原、西昌、文昌四大发射场的建设史,
浓缩了中国航天人砥砺奋斗、攻坚克难的历程。
一、探空江南

一般人印象中,中国火箭发射场始于内蒙古戈壁荒滩上的「东风」;
殊不知,在「东方红」一飞冲天之前,钱学森等老一辈中国航天人,还曾打造两个小型的探空火箭试验场;而这两个试验场,都位于吴侬语软的江南水乡。
1955年,钱学森克服重重障碍回到祖国,开始着手为中国航天事业奠基;
1957年10月,苏联发射人类历史上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克一号”;
1958年1月,美国人紧随其后,发射其第一颗人造卫星“探险者一号”;
1958年,毛主席说“我们也要搞人造卫星”;同年,代号为「581」的人造卫星任务立项。
 第2张图片 「581」立项之后,中科院派出赵九章、钱骥等科学家赴苏考察,了解人造卫星技术(图源:新华社、中国空间技术研究院总体部)
当时,上海机电设计院承担发射人造卫星所需运载火箭的研制任务。而要研制能把卫星送上天的运载火箭,势必要从更加初级的探空火箭开始做起:这种小火箭只能冲到大气层边缘或短暂飞出大气层,但无法达到足够的速度、不足以让载荷成为环绕地球运转的人造卫星。
他们选定上海南汇县老港镇东南的一处海滨,作为探空火箭的试验场,这是新中国第一个探空火箭试验场。[1]
 第3张图片 1960年4月17日,钱学森等在南汇发射场探空火箭发射架前
1960年2月19日,中国第一枚探空火箭T-7M在这个海滨发射场20米高的发射架上发射成功。这枚小火箭能把19公斤载荷发射到8-10公里高的地方。[2]
但仅仅一个月后(1960年3月),上海机电设计院开始另寻新址建设探空火箭发射场,为试验体积更大、射高更高的探空火箭做准备。新发射场代号「603」。
「603」发射场选定在安徽省广德市誓节镇茆林村,现在从上海出发也要3个多小时车程,在当时就更显偏僻。
三个月后,一座新的探空火箭发射场在这里拔地而起——一具52米高的发射架矗立在当中,它出自老牌军工企业江南造船厂之手。[3]
 第4张图片 1963年12月22日,603发射场的第一枚T-7A气象探空火箭点火升空
在建成后的6年间,603发射场共开展了30多次探空火箭发射实验,其中最为人称道的是一系列生物搭载实验——从白鼠、果蝇、须霉的搭载实验开始,直至1966年,将两只小狗送上70公里高空,并平安返回——这些实验可以说是中国载人航天任务的先声。
二、扎营大漠

同样是在毛主席许下那个宏愿的1958年,一支沙场百战的雄兵开始挺进祖国西北的戈壁。
他们是从朝鲜半岛秘密撤出的中国人民志愿军第二十兵团;这片戈壁,是河西走廊北边不远,内蒙古最西部的额济纳旗境内,巴丹吉林沙漠以西、一片由内陆河冲击而成的平原。
 第5张图片 从西南向东北方向俯瞰巴丹吉林沙漠以西、额济纳河(弱水)下游的冲击平原(谷歌地球)
《山海经》有言:“昆仑之北有水,其力不能胜芥,故名弱水。”
这条青海发源、流经甘肃、消失在内蒙古的中国第二大内陆河,名字就叫弱水。
这里地势开阔平坦,东西向的广阔空间都是中国领土,便于导弹和航天器发射试验;
这里远离东南沿海,国民党残军的U2侦察机难以深入大陆腹地,飞到这里刺探情报。
 第6张图片 从酒泉卫星发射中心到台湾岛的距离大于2600公里(谷歌地球)
在苏联「老大哥」专家的陪同指导下,这里被选作中国第一个导弹靶场、未来的「东风」航天城、中国酒泉卫星发射中心。
在急欲拉拢中国共产党的苏共总书记赫鲁晓夫的指示下,苏联还给中国提供了 R-2 导弹——这是苏联人参考德国二战时期发展出的 V2 火箭发展出的一款近程地对地导弹。我国第一枚导弹「东风一号」,又是仿制 R-2 导弹而来。
 第7张图片 但中苏蜜月来的热烈奔放、去的也措手不及。1960年中苏关系破裂,7月到9月间,苏联撤走全部专家。
此时苏联援华的「156项」工业项目大部分已建成,中国初步建立起独立自主的工业体系雏形。
但「东风一号」导弹并不在已建成之列。苏联专家一撤,这枚导弹还能不能顺利产出,顿时有了悬念。
这也是为什么当时的军工科研工作者把它称作「争气弹」的原因:我们就是要争这口气,没有老大哥手把手,我们自己也能造出导弹来。[4]
1960年11月5日,东风一号在戈壁滩上试射,「争气」成功。
 第8张图片 东风一号发射(图源:中国新闻网)
60年代是艰苦奋斗与伟大成就共同书写的一段历史:
——1964年,中国第一颗原子弹在罗布泊试爆成功;
——1966年,中国第一枚装载核弹头的导弹从「东风」导弹靶场试射成功;
——1967年,中国第一颗氢弹在罗布泊试爆成功。
 第9张图片 图源:中国军视网等
60年代也是新中国腹背对敌,与美苏两线交锋的困难时代:
——1963年起,毛主席亲自刊发《九评苏共》,中苏关系全面破裂;
——1964年,中国北方边境军事压力增大,毛熊的钢铁洪流成为真真切切的威胁;
——1968年,苏联增兵新疆、屯兵蒙古南境;
——1969年,中苏在黑龙江珍宝岛、新疆铁列克提爆发冲突;苏联甚至暗通美国,谋求对中国进行「外科手术式核打击」。
 第10张图片 「备战、备荒、为人民。」成为60年代的经典口号。图为湖南省邵阳市红日机械厂,始建于1966年。(图源:维基百科/hebaobao,此处有微调)
在那样山雨欲来的战争氛围下,「东风」导弹靶场一夕从安全隐蔽的内陆,变成苏联军事威胁下的前线。
从中蒙边境长驱直入,苏联的重装集群沿平坦的弱水流域平原奔袭不过200公里,就能占据这个他们亲手选出的重要军事目标。
 第11张图片 从酒泉卫星发射中心到中蒙边境距离不足200公里(谷歌地球)
为能在一马平川的戈壁滩上阻滞苏军装甲集群推进的速度,从1965年开始,解放军开始制定在「东风」导弹靶场到中蒙边境之间,修建若干大型综合防御工事的计划。
这种战争堡垒,被称作「人造山」。
 第12张图片 四号山(谷歌地球)
每座「山」的护城河长800米、宽600米,工事内部的坑道建筑能抵御1000公斤的航弹轰炸,周边还开凿有复杂的交通壕体系。
1967年,制定完成工程草案;1968年开始修建;1969年底基本完工,后不断完善。这片几百公里的戈壁摊上,前后修建了八座这样的人造山,互为策应。70年代中期「人造山」里驻军满编,直到80年代中期国际环境有所缓和,大部分山体才终于撤防。
 第13张图片 从中国一侧远眺中蒙边境(谷歌地球)
山的那边,令人胆寒、势不可挡的钢铁洪流磨刀霍霍;
山的这边,朝鲜、印度战场久经硝烟的老兵枕戈待旦。
「为有牺牲多壮志,敢叫日月换新天。」一座座要塞入口处题写的楹联,染红了那片隐没在黄沙中的记忆。[5]
 第14张图片 人造山要塞入口(图源:知乎@丁仪,见注释5)
正是在这样的时代,这样的地方,中国第一颗人造卫星「东方红一号」,在1970年4月24日发射成功。那是几乎整整五十年前。
发射「东方红一号」的火箭,被命名为「长征一号」。它实际上是中国第一型两级液体燃料火箭——东风四号,加上一个固体燃料火箭作为第三级所组成的。
 第15张图片 长征一号火箭(图源:中国航天报,有微调)
 第16张图片 长征一号火箭结构示意图,七机部一院(今中国运载火箭技术研究院)徐天毅绘制,用于1970年4月向周恩来总理汇报文件的配图。图源:中国航天报
 第17张图片 东方红一号和长征一号火箭第三级(1969年8月,总装车间。图源:中国航天报)
为了验证这一级固体火箭高空点火的可靠性,前文提到的探空火箭 T-7A 曾被用作把它发射到高空的载具。江南的那条火箭技术脉络,在历史的这个节点汇入在西北奔腾的主流。[6]
1970年代,中美苏的合纵连横继续演绎。1971年新中国恢复在联合国合法席位,同年基辛格访华、1972年尼克松访华,中美关系出现曙光;但同时中苏又在相互之间充斥张力的情形下,共同支援越南,取得了对美战争的胜利;到70年代末,改革开放前夕的中国教训了飞扬跋扈的越南,将其拖垮;苏联则随后入侵了「帝国的坟场」阿富汗,陷入泥淖。
 第18张图片 1971年,中国恢复联合国合法席位。左一为时任中国代表团团长乔冠华。(图源:新华社)
在这并不平静的十年中,「东风」靶场共计进行了13次航天发射,其中8次成功、5次失败——包括在1973到1974年,受时局对靶场工作的负面影响,连续三次发射失败。[7][8]
 第19张图片 维基百科「中国运载火箭发射列表」,1970年代部分。红色为发射失败。
在这5次失败中,有4次与「风暴一号」(又名「新长征一号」)火箭的二级发动机有关。这种「长征四号」系列火箭的技术原型火箭,在1981年以我国首次实现的一箭三星成功补发1979年那次失败中摔掉的三颗卫星后,退出服役。
 第20张图片 发射架上的风暴一号(图源不详)
而这十年间的8次成功发射中,有6次是为发射侦察卫星或国土普查卫星,可见在那个刚刚走入太空的年代,我国航天事业承担着紧密服务于国防需求的重责大任。
 第21张图片 70年代我国发射的两款侦察卫星(原始图源不详)
三、藏器深山

60年代中叶,中国受苏联、美国军事威胁最严重之时,为因应迫在眉睫的战争风险,保存基础工业、尤其是军事工业能力,一场规模浩大的「三线建设」在中国中西部地区展开了——上千个工矿企业、科研院校、军工单位按照“分散、隐蔽、靠山”的原则,从东北、内蒙、东南沿海等「前线」,迁入腹地的山区。
在这一波战备建设的浪潮中,处在对苏最前线的「东风」发射场,除了在敌人可能入侵路线上打造「人造山」,也在考虑内迁的计划。
1966年,「东风」发射场等多个单位组成联合考察组,对华北地区伊克昭盟(今鄂尔多斯)、太行山、吕梁山、通辽等地进行了考察。[9]
最终他们选定了晋西北、吕梁山余脉,黄土高原上一处隐蔽的山坳。
虽然实际上地处忻州市岢岚县,但它后来以「太原」卫星发射中心闻名于世。
 第22张图片 从北向南俯瞰晋陕交界的黄土高原,图中部为吕梁山脉(谷歌地球)
1967年,一支上千人的部队从「东风」发射场来到这里,太原卫星发射中心开始动工建设。
在一片荒芜之中,他们从修路、发电、打井、植树开始,一砖一瓦,造出一座崭新的导弹靶场——第一座中国完全自主建设的导弹靶场。
1968年底,太原卫星发射中心迎来其首次发射任务:一枚东风三号中程导弹试射成功。[10]
70年代,太原卫星发射中心的重心是继续建设地上和地下导弹发射阵地及配套设施,到1980年基本建成。80年代前中期,这里曾经开展一系列弹道导弹试验。[11]在「搞导弹不如卖茶叶蛋」的那段时期,驻靶场部队还曾有过一段时间「靠山吃山」——搞煤炭运销、开煤窑来补充部队经费,后均被叫停。[12]
直到1988年,太原卫星发射中心才终于迎来它的第一次航天发射:一枚长征四号甲火箭,将中国第一颗气象卫星「风云一号」送上太阳同步轨道。
 第23张图片 风云一号卫星(图源:国家卫星气象中心)
此后太原卫星发射中心成为太阳同步轨道气象卫星的专业户:中国全部七颗太阳同步轨道气象卫星,均从太原卫星发射中心发射,而且全部成功。[13]
这里之所以青睐太阳同步轨道,是因为太阳同步轨道要求向西发射,这样纬度越高、需要克服的地球自转线速度越小。因此中国绝大部分太阳同步轨道发射都安排在酒泉(41°N)、太原(39°N)两个纬度较高的发射场进行。[14]
四、南方曙光

一般人印象中,2003年杨利伟搭乘「神舟五号」升空,中国才开始载人航天计划;事实上,让中国人进入太空的梦想从一开始就根植于先行者们的心中。
前文已经提到,60年代中叶,在安徽誓节那个探空火箭发射场中,从果蝇、小白鼠到小狗的实验动物已经搭乘探空火箭短暂进入大气层外的宇宙空间。
 第24张图片 1966年搭乘探空火箭进入太空的两只实验犬:小豹、珊珊(原始图源不详)
1967年,加加林进入太空后六年,中国第一颗人造卫星发射前三年,一批中国航天人已经自发开始对载人航天飞船设计方案进行探索。[15]
1968年,这艘设想中的载人飞船,被命名为“曙光一号”。
1970年7月14日,经毛主席圈阅,曙光号载人飞船计划正式成为绝密的「714工程」。航天员选拔与训练工作随后也开展起来。
 第25张图片 「714工程」航天员训练照(原始图源不详)
当时(1970年冬),周恩来总理还讲过这样一句话,穿过尘封的历史回望,别有一番滋味:
「人类如果把地球上的东西用得差不多要搬家了。月亮还能再活吗?那是个死东西了。我们人类是唯一的吗?也许别的星球上有人已经搞了共产主义。人类也可能搬家,搬到别的星球去。
正是为给载人航天计划选定一个战略环境安全、能满足较大载荷发射需求的发射场,催生了位于低纬度内陆的我国第三个航天发射场——西昌卫星发射中心。
它地处四川盆地西南边缘的凉山彝族自治州冕宁县山区(自治州治所位于西昌市,因名),北望天府之国,南经攀枝花通往云南。海拔1500米,纬度约在北纬28度。
 第26张图片 西昌卫星发射中心所在的冕宁县位置(谷歌地球)
然而在发射场建设的头几年,到底要不要在那个国力贫弱、政治动荡的年代坚持搞载人航天,在各个层面上都仍然有很大的争论。1974年,一句来自上峰的“我看还是先把地球上的事情办好吧”,让「714工程」悄无声息的止步在了摇篮之中[16]——到90年代中国载人航天计划重启时,「神舟」任务实际转由酒泉卫星发射中心执行。
 第27张图片 70年代的西昌市街头(冷登亿 摄)
1975年,中国同步通信卫星工程(331工程)启动。由于发射同步轨道卫星跟发射载人飞船一样,对火箭运力提出了较高的要求,同样更适宜在低纬度的发射场发射,因此西昌卫星发射中心再度被「331工程」选中——5年之后,基本完成建设;1982年,交付使用。
从1984年到1988年,西昌卫星发射中心将五颗东方红二号通信卫星发往地球同步转移轨道,全部成功。
 第28张图片 东方红二号(图源不详)
也正是在80年代中期,随着西昌卫星发射中心开始接连成功发射卫星,也随着1986年美国挑战者号航天飞机爆炸等国际上一系列航天发射事故,西昌的中国航天人开始擘画走向国际商业发射市场的未来。
 第29张图片 1986年1月28日,美挑战者号航天飞机失事(图源:Kennedy Space Center)
刚刚改革开放的中国,对国际间商业活动的规范还充满陌生;加之总有些看得见看不见的力量从中作梗,阻碍中国进入国际发射市场的尝试——中国航天人颇费一番波折,终于签下了发射香港亚洲卫星有限公司「亚洲1号通信卫星」的合同。
这颗卫星原为美国生产。为提防在运抵中国之后卫星技术被“窃取”,戒心重重的美国政府对发射过程施以了非常严格的监管。而中国方面,则克服重重困难——包括在预定发射日期前半年、西昌卫星发射中心遭遇一场泥石流突袭之后,快速重建受损设施——终于在1990年4月7日,成功将「亚洲1号」发射到地球同步转移轨道。
 第30张图片 1990年3月,亚洲一号卫星发射之前,参试人员测试火箭二级发动机(图源:中国军网)
但在让中国得以成为世界第三个跻身国际商业发射市场的国家之后,西昌卫星发射中心在几年的时间里却频遭厄运:亚星1号发射后到1996年间,西昌卫星发射中心共进行了15次发射,其中有多达4次失败,还有一次因故障紧急终止发射。尤其是1995年1月到1996年8月,两年内的6次发射有一半失败,甚至发生火箭失控、造成地面人员伤亡的悲剧。
 第31张图片 1996年2月15日,长三乙火箭首飞发射失败,据《人民日报》报道,造成地面6人死亡、57人受伤。(图源:CCTV资料图)
90年代中期的一连串事故之后,中国航天人经历了一段痛苦的反思和改进。在1997年之后,包括西昌卫星发射中心在内,中国航天发射活动保持了很高的成功率,逐渐找回了口碑。
从2000年开始,西昌承担了全部北斗导航卫星的发射任务:到2020年3月,西昌一共发射了43颗北斗系列导航卫星,而且全部发射成功。2007年起,嫦娥一号到四号月球探测任务也全部在西昌发射,也全部取得成功。
 第32张图片 北斗卫星星座演示模型(图源:国务院新闻办公室图片库)
到2016年11月,西昌卫星发射中心发射即已超过100次,这让它成为中国发射次数最多的卫星发射场。
五、驶向星海

中国的第四个卫星发射场——海南文昌卫星发射场,则要比前面几个年轻得多。
虽然早在60-70年代载人航天工程初露「曙光」时,海南就因其独有的低纬度优势进入了中国航天人的视线,但是当时中国薄弱的海空军不足以保障海滨发射场的安全,因此大三线的西昌被历史选中。
到90年代初载人航天工程重启,海南再次想要争取载人飞船发射场的落地,但因为当地基础设施太差、建设新发射场耗资巨大,这一方案再次流产。[17]比较酒泉和西昌两个发射场之后,酒泉卫星发射中心以其四周开阔平坦、人口密度低的地理环境优势,更有助于保障载人飞船的安全起降,因此胜过西昌,成为神舟升空的地方。[18]
 第33张图片 2003年,神舟五号航天员杨利伟成为我国第一名进入太空的航天员(图源:AFP/Getty Images)
进入新世纪,中国飞速发展、国防力量随之壮大,国际环境也转入一段相对和平的时期,再也不必担心滨海发射场的安全问题。这时国际国内两方面因素,让在海南新建发射场成为越来越现实和必要的选项:
一是国际上,商业航天发射需求不断扩大,民营商业航天企业开始登上历史舞台。2000年,杰弗里·贝索斯创立「蓝色起源」;2002年,埃隆·马斯克创立 SpaceX。以它们为代表的一大批民营企业,在接下来的两个十年中在火箭、航天器制造领域持续发力,让一个愈来愈宏大的新时代蓝图展现在人们的眼前。
 第34张图片 SpaceX 公司开发出回收复用火箭技术,在商业发射市场上占据一席之地。图为2018年2月,两枚猎鹰九号火箭同时着陆。
二是在中国国内,对于大运载能力的渴望也越来越烧灼。2004年嫦娥工程立项,2007年嫦娥一号发射升空;同样是2004年,在俄罗斯火星探测任务向国际开放合作时,中国搭上了这趟「顺风车」——2011年中国火星探测器「萤火一号」搭乘俄罗斯火箭升空,可惜由于发射失败,未能成行。
 第35张图片 嫦娥一号发回的月表高清照片
走向月球、走向火星、走向更远的深空,这些未来的画卷已经在中国航天人的脑海中栩栩如生——为了满足深空探测的需求,开发大运力火箭、新建低纬度发射场的提案,应运而生。
2007年,中国新一代重型运载火箭「长征五号」,在经过长达二十年的酝酿之后,终于正式立项[19];
2007年,海南文昌运载火箭发射场,也终于得到中央批准建设——西昌发射场原班人马,负责它的建设运行[20]。
2009年,文昌航天发射场的建设正式开工;2014年,发射场基本建成。
 第36张图片 文昌航天发射场,图上两个发射架分别为长征七号和长征五号的发射工位(图源:腾讯鹅眼)
2016年,文昌航天发射场迎来了它的首次发射——同年,文昌的第二次发射中,为它量身打造的重型火箭「长征五号」,我们的「胖五」,首飞成功。
 第37张图片 2016年11月,长征五号首飞(新华社记者 李刚 摄)
「胖五」之所以被称作“胖”五,因为其主箭体的直径达5米,是中国历来所有运载火箭中最粗壮的。这个直径已经超过了火车隧道宽度的限制,只能通过水路运输,这也是文昌航天发射场不得不建在水际的重要缘由。
 第38张图片 长征五号(中)和世界上其他几款重型火箭对比(从左到右:重型猎鹰、重型德尔塔4、长征5号、质子M和阿丽亚娜5火箭。本图来自腾讯科技文章《我国长征五号遥三运载火箭发射成功!一文扫光最基本的知识盲区》,制图:乔辉)
「胖五」和他的乘客们,将从这里的大海,驶向彼方的星海——2020年5月5日,长征五号B在这里首飞成功,将我国新一代载人航天飞船试验船送上轨道;2020年夏天,「天问一号」火星探测器也将搭乘「胖五」,从文昌航天发射场出发,再次挑战那颗红色星球。
 第39张图片
今年5月5日,长征五号B发射
https://www.zhihu.com/video/1245047100808441856
六、尾声

建在大海的发射场,不止有文昌。
2019年6月,中国在黄海海面实施了首次海上平台发射试验,成功将7颗卫星同时送上轨道。[21]
 第40张图片 我国首次海上发射试验(图源:新华网)
在海面上搭建平台实施发射,可以根据任务需求,在地球上任意位置实施发射,灵活性更强、落区安全性更有保障,成本也比陆上发射更低。
中国已经建成了四大发射场,未来还会不会有更多的发射场?
实际上,在我国蓬勃发展的商业航天界,已经有一些航天发射场相关的商业计划涌现出来。
对此有论者评价:如果对比美、俄可以发现,这两个国家各自拥有的发射场数量都不及中国,但是其主力发射场拥有的发射工位数,都能达到几十个之多——中国的发射场每个一般只有两三个发射工位。所以在近期而言,继续深挖中国已建成发射场的设施潜力、在已建成发射场新建更多发射工位,应该足以满足不断增长的商业航天发射需求。[22]
 第41张图片 1964年的美国卡纳维拉尔角发射场(图源不详)
当然,我们也可以打开思路——谁说火箭只能竖着发?
笔者曾经在文章中介绍已故的微软联合创始人保罗·艾伦生前创立的「平流层发射系统」[23],该公司制造的巨型双体飞机——世界上翼展最大的飞机——可以将200多吨的火箭携带到11000多米高的空中,在那里完成火箭发射。
 第42张图片 「平流层发射系统」制造的巨型双体空中发射平台(想象图,图源:Kipish_fön)
所以我不敢说未来不会有什么——毕竟,这是一个科幻的时代,想象力需要紧跑着才能跟得上现实——对中国航天的未来,我充满期待。
最后,特意截取了今天抖音直播中酒泉卫星发射中心和西昌卫星发射中心的精彩片段与各位分享,也许能给大家带来更真实而直接的感观:
 第43张图片
酒泉的几个功勋发射塔架
https://www.zhihu.com/video/1245049209008726016
 第44张图片
西昌工作人员速穿防护服演示
https://www.zhihu.com/video/1245049588782014464
明天(5月17日)还有两场,还有太原卫星发射中心和文昌航天发射场两场的直播,下午两点开始,期待~!
 第45张图片
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板凳
Ai颖宝宝88 发表于 2021-5-5 05:06:07 | 只看该作者
 
 第91张图片 首先说酒泉,地广人稀适合搞试验(我国火箭早期(最新的煤油机以前)很多都是毒发),比较靠西北,火箭发射后向东南方向飞行,有较长的时间位于我国土上方,方便地面控制站测控,在我国远洋测控船不发达不安全、海外测控站没有的年代有不可替代的作用。气候条件干燥少雨,每年的可发射时间差不多有300天。另外,发射载人航天的时候如果发生故障,逃逸的降落区条件比较好。
 第92张图片 太原的优势主要在于军事上,从太原往罗布泊打导弹,距离和沿途都比较合适,打高弹道连洲际弹道导弹都能试,我国大部分导弹都在太原测试。另外,发射太阳同步极地轨道卫星的时候,纬度高点反而更合适。切线速度小,向西修正的少。
 第93张图片 西昌纬度低(越低越好),比较靠西(还是利用本土测控网),海拔高(在山区里算气象条件很好),在我国低纬度地区算比较安全隐蔽的地方。一级溅落区位于贵州山区,砸中值钱的东西概率较少…
 第94张图片 文昌就是纬度低!纬度低!纬度低!纬度低利用地球自转切线速度大,同样的火箭在文昌比酒泉大概多7%的有效载荷。面朝大海,可以用海运,不受铁路隧道宽度限制,起飞了就在海上,不用担心砸到花花草草。但这有前提:一,海空军要能保护得了这一块(包括海上运输,2000年以前根本做不到),二,要远洋和海外布测控点。(远洋以前很难,海外以前没有。)不过文昌基本没有保密条件,坐在酒店里就能监控全部了。
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地板
强势and弱势 发表于 2021-5-5 05:06:25 | 只看该作者
 
首先需要明确的是,不同的探测任务 ,对发射场的要求是不一样的,例如:发射深空探测器,低纬度的文昌航天发射场就有绝对的优势,而如果是发射地球极轨卫星,高纬度的太原卫星发射中心更合适;发射大尺寸的火箭,有船运的文昌航天发射场不可替代,而如果是发射小尺寸的火箭,铁路交通便利的酒泉太原西昌卫星发射中心就完全能胜任;载人任务有安全和再入的需求,大戈壁酒泉就正合适……更详细地,受限于每个国家的地理位置、地理环境和历史原因,发射场的选择也难免有不完美的地方。这里我只深入聊聊对于深空探测任务,也就是月球、火星、小行星这类探测任务,我国四个发射场的选择问题
1、深空任务的发射场选址要素

航天发射场的选择,必定是基于多方面因素综合考虑的。而对于深空探测任务来说,最起码有这几个要素是避不开的:
1)安全。航天发射是一项高危的活动,这不仅是对负责火箭的航天工作人员而言。即使是火箭发射成功,飞行沿途抛掉的火箭芯级和整流罩等残骸掉落回地面也可能给居民的生命财产安全造成危害。因此理想状况下火箭发射场最好选在人迹罕至的地方。如果是载人航天的话还需要考虑航天员从逃逸塔逃出降落的情况,那就不仅要人烟稀少,地形还要尽量平坦简单,一望无际的戈壁大沙漠最好,从这个角度来说,酒泉就非常优秀,我国的载人航天任务都是从酒泉卫星发射中心发射的。
2)交通运输。如果是铁路运输火箭,那么选址在铁路交通发达的地方就会很方便,但这样的发射场也同时会受限于铁轨和隧道的尺寸,最典型的例子就是我们大名鼎鼎的胖五“长征五号”。因为我们的胖五直径有5米,过不了隧道,所以如果是运往依赖铁路交通的酒泉、太原或者西昌发射中心就会遇到麻烦了。
3)纬度。对于地球卫星来说,发射场的纬度并不是越低越好,因为不同的卫星需要的发射角度和轨道角度也不同。举个例子,气象卫星常常是极轨卫星,也就是说轨道平面和地球自转平面近乎垂直(实际会在90多度,自东向西飞),对于这样的卫星,从高纬度发射更利于克服地球的自转,让卫星更省燃料地抵达预定轨道。典型的例子是我国卫星风云三号气象卫星,两颗试验型卫星和两颗业务型卫星均是在纬度较高的太原卫星发射中心发射的。
但对深空探测任务则是另一回事了。深空任务不仅不存在克服地球自转的问题,而且往往还需要借助地球的自转来达到一个尽量高的初始速度——发射点越靠近赤道,火箭能“蹭到”的初速度就越大,因此对于深空任务(和一部分地球卫星)来说,发射场纬度通常越低越好。从这个角度来说,文昌航天发射场和西昌卫星发射中心有着绝对的优势,而酒泉和太原卫星发射中心就不是优选了,所以接下来我们也不对这两个发射场做深入介绍了,感兴趣的朋友可以打开抖音搜索”航天直播“,看“我们的太空”联合中国四大航天发射场在抖音进行直播。
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2、世界主要航天国家深空任务的发射场选址

讲完了“道”,我们先大致浏览一圈国外近些年主要的深空任务的发射场来理一理“术”。
美国:洞察号火星着陆器,发射于加州范登堡空军基地。其实这是美国第一个发射于范登堡空军基地的深空任务,之前所有的深空任务都是发射于境内最靠近赤道的佛罗里达州卡纳维拉尔角。不过呢,因为发射洞察号的宇宙神V 401火箭运力大大超标了(火箭的地火转移运力2吨多,但洞察号的发射质量只有…约700公斤),所以在纬度更高的范登堡空军基地发也无所谓,完全不怕浪费,就是可以放肆。
 第100张图片 美国几大火箭发射场位置。来源:Karl Kate
欧洲: ESA和JAXA联合发射的贝比科隆博号水星探测器,发射于法属圭亚那库鲁航天中心。显然,整个欧洲纬度都不低,大片人烟稀少的地方也不好找,所以直接把发射场建在了欧洲大陆之外,靠近赤道的法属圭亚那。
日本:隼鸟2号小行星采样返回任务,发射于日本境内几乎最靠近赤道的种子岛,纬度已经到了国内的极限,四面都是海掉渣也不怕砸到啥。
 第101张图片 隼鸟2号任务  种子岛发射中心
俄国:与欧空局合作的ExoMars 2016火星轨道器,发射于拜科努尔航天发射场。客观来说拜科努尔航天发射场的纬度真的不低(北纬46度),但对俄国来说也已经尽力了。再加上这里是俄国的老牌发射场(也是世界第一座,同时也是最大的一座航天发射场),历史积淀深厚,也不太可能轻易挪窝,再加上这里人烟稀少交通便利,所以综合来说已经是俄国最合适的深空发射场了。


3、我国深空探测任务的发射场选址

小试牛刀之后,再回来看看我国深空探测任务的发射场选址,是不是现在已经胸中有丘壑了?
前面已经提到,我国深空探测任务只选在纬度最靠近赤道的两个发射场:位于四川省凉山彝族自治州的西昌卫星发射中心位于海南的文昌发射场
西昌卫星发射中心是我国的老牌深空发射场之一,嫦娥一到四号和鹊桥号月球任务都是在西昌发射的,接下来的小行星-彗星探测任务郑和号目前也是选定在西昌发射的。
 第102张图片 嫦娥四号发射
在2014年底文昌航天发射场建成之前,西昌卫星发射中心是我国纬度最低的发射场,用来发射深空任务(和很大一部分地球卫星,比如北斗、各种通讯卫星)当仁不让。不过西昌卫星发射中心周围的算不上人烟稀少,火箭残骸掉落砸坏民居的事时有发生。
相比之下,新建的文昌发射场在各方面堪称完美:不仅纬度更低,让火箭可以“蹭到”更大的初速度,而且位置临海,不怕残骸掉落砸到民居。
此外,相比于依赖铁路运输的西昌卫星发射中心,可以通过船来运输火箭的文昌发射场显然更能满足我国接下来将要发射越来越大型的火箭的需要。除了接下来运送天问一号火星任务和嫦娥五号月球任务的长征五号会选在文昌发射,用于发射货运飞船的长征七号也选在在文昌发射。
 第103张图片 远望号运输船在文昌清澜港卸下胖五
另一方面,相比于位于中部地区的西昌卫星发射中心,位于海南的文昌航天发射场的气候更加宜人,配套设施更加齐全,景色也更优美,适合将来发展成航天旅游景观、火箭发射参观胜地、航天科普教育基地等。
 第104张图片  第105张图片

近期抖音直播联合中国四大航天发射场发起“我们的太空”直播活动,每天下午直播带你参观两处航天发射场。如果你还想了解更多四大航天发射场的科普和故事,不妨去抖音上搜索“航天直播”进行观看。
 第106张图片

今天下午的两场分别是酒泉和西昌卫星发射中心的现场介绍,有一说一,做了这么长时间航天科普,到现在还没去过发射场,没看过火箭发射,所以通过看直播还真是涨了不少见识。
例如酒泉卫星发射中心的塔架、配电柜,还保持着五十年前的样子:
 第107张图片

埋在黄沙下的住房,都是当年的工作人员们艰苦生活的见证:
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地下工作室里的潜望镜(可以看到地上的发射台情况)和“一定要在不远的将来赶上和超过世界先进水平”的标语。五十年前的愿望,如今的我们正在逐步实现:
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长得像大黄蜂一般的脐带塔和长得像笼屉一般的雷达,真的是眼界大开:
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西昌卫星发射中心那边就是另一番景色了,天色都澄净得多,也看的到青山绿树了:
 第111张图片 长三火箭的三级和二级发动机:
 第112张图片 导流槽和气象台测电场强度的小圆筒(用于雨季预测强雷暴):
 第113张图片 探空氢气球“大白”:
 第114张图片 还有很多以前没有见过,没有听说过的,例如现场演示传防护服,还有老一辈航天人的故事……
两边卫星发射中心的主持人小哥哥小姐姐都很专业,如数家珍,很腻害,参与直播的航天工作者们也很可爱。
明天还有两场,下午两点准时开始,期待和太原卫星发射中心和文昌航天发射场的近距离接触~
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5#
zizi474LR 发表于 2021-5-5 05:07:23 | 只看该作者
 
简单答案:
历史背景和实际用途两方面的原因都有。
四大发射场中,酒泉是元老,一开始为苏联专家援助选址、设计。酒泉卫星发射中心深处内陆,周围都是荒漠,地势平坦、远离人烟。无论是出于反间谍、反空袭,这两方面的军事及情报安全性上的考虑,还是在万一发射任务失败,或者抛弃整流罩的溅落区这样的对于平民的安全角度考虑,在始建之时都是上佳之选。酒泉承担了中国的首颗卫星发射任务,以及首次载人任务。在2020年初的目前,为中国目前唯一发射过载人任务及空间站任务发射场。
太原卫星发射中心原为酒泉的一号备份,在中苏关系紧张时开始建设。地处1400米左右的山区。目前主要承担太阳同步轨道和极地轨道任务,发射的卫星包括气象、光学遥感、资源、通信等多种用途。
西昌可视为酒泉的二号备份,同样在中苏关系紧张时开始筹建。地处四川境内1500米左右的山区,纬度较前两者都低。西昌承担了中国首颗通信卫星的发射任务。从80年代中期开始,主要承担国内外的商用通信卫星发射任务,主攻地球同步轨道。进入新世纪,西昌又承担了至今为止所有的嫦娥探月任务。
文昌虽然是后起之秀,但是地理位置得天独厚。在四大发射场中纬度最低,而且临海,载荷能力、任务安全性、扩建潜力都非常可观。未来将会成为中国的卡纳维拉尔角,不但会承担各种卫星发射、空间站、探月、载人航天等任务,也会成为中国民营商业航天的摇篮。
图一,最近的人气明星 -- 长征5号B火箭。图片来源:中国航天科技集团。
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详细答案:
要谈航天发射场,就不得不从航天技术与军事技术的联系说起。毕竟,几乎每一个当今航天大国的运载火箭计划,都是从弹道导弹研制计划发展而来的。
以美国为例,1958年把美国第一颗人造卫星“探索者1号”(Explorer 1)送入轨道的朱诺1型火箭(Juno I)就是直接从红石导弹/火箭家族中的PGM-19 “木星”(Jupiter, 也可译为朱庇特)中程弹道导弹改装而来。而三年后,美国的第一次载人太空任务中,把美国航天员艾伦·谢泼德送入轨道的也是同为红石家族成员的水星-红石(Mercury-Redstone)火箭。
而航天发射场也是如此。
再次以美国为例,大名鼎鼎的卡纳维拉尔角是美国航天当仁不让的一哥,在无数好莱坞大片、科幻电影、太空电影里出现过。在卡角48个曾使用过及在建的发射塔台之中,其实只有靠北的4个是真正属于美国航天局(NASA)的,而其他的44个,则一开始都属于美国空军。而美国的航天任务,一开始占主导地位的也毫无疑问的是美国军方。
图二、三:卡角航拍及发射台地图。图片来源:维基百科 / 美国航天局(NASA)。
 第132张图片  第133张图片

现在网上有一句很流行的话其实挺有道理:兔子是摸着鹰酱过河。也就是说中国在很多方面的发展都借鉴了美国经验。这句话在航天上也部分成立,当然,在早年一开始的时候,借鉴的更多是苏联的经验。
酒泉篇
跟美苏这两个当年的超级大国一样,中国早年的航天技术发展也是与军事技术密切相关的。中国的第一个航天基地 -- 酒泉卫星发射中心,在1958年始建之时,初衷就是解放军的地对地弹道导弹发射场。
在1957年人民解放军总参谋部决定筹建导弹试验场及靶场后,当年年底,列·米·盖杜柯夫少将率苏联专家组到达中国协助选址、设计。在1958年,发射场选址定于甘肃名城酒泉的东北300余公里处。同年,中国人民志愿军第二十兵团的司令部、政治部机关及直属队部分人员秘密自朝鲜回中国参加导弹基地的组建。
经过两年的艰苦建设,1960年11月,发射场投入使用,并成功发射了中国首枚地地导弹东风一号。发射场的正式名称一开始为中国人民解放军第二十训练基地,又名东风基地。
1966年,中国首枚装备核弹头的弹道导弹从酒泉基地成功发射。
1970年4月24日,一枚长征一号运载火箭从酒泉卫星发射中心升空,并成功的把中国第一颗人造卫星东方红一号送入了轨道。至此,“两弹一星”画上了一个圆满的句号。
酒泉卫星发射中心深处内陆,周围都是荒漠,地势平坦、远离人烟。在始建的中苏蜜月期之时,无论是出于反间谍、反空袭,这两方面在军事以及情报安全上的考虑,还是在万一发射任务失败,或者抛弃整流罩的溅落区这样的对于平民的安全角度考虑,都是上佳之选。酒泉承担了中国的首颗卫星发射任务,以及首次载人任务。到2020年初为止,为中国目前唯一的载人任务及空间站任务发射场。
图四,酒泉卫星发射中心,发射台基座近景。图片来源:抖音直播截图,抖音“离开地球表面”四大航天发射场联合直播活动。
 第134张图片 图五,酒泉卫星发射中心航拍动图。图像来源:中国航天科技集团。
 第135张图片

太原篇
在1960年代中苏关系开始紧张、边境摩擦加剧、苏联入侵变为一种可能之后,接近中蒙边境、而且地形开阔的酒泉卫星发射中心的军事安全就顿时成为一个问题。于是,太原卫星发射中心在1966年开始选址勘测,1967年开始建设。1968年投入使用,成为中国第一个自行设计建造的火箭发射场。同年12月,中国第一代自行设计研制的液体中程运载火箭在此首发成功。
太原卫星发射中心地处1400米左右的山区,距离太原市284公里。太原卫星发射中心的缺点在于交通其实并不太便利,尤其是山区并不利于火箭箭体、大型部件的公路、铁路运输。太原目前主要承担太阳同步轨道和极地轨道任务,发射过的卫星包括“风云”、“实践”、“遥感”、“高分”、“资源”等系列,涵盖了气象、光学遥感、资源、通信等多种用途。
图六, 太原卫星发射中心地形环境。
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西昌篇
西昌卫星发射中心在某种程度上可以视为酒泉的二号备份,在中苏关系紧张的1969年开始筹建。西昌地处四川境内1500米左右的山区,远离中苏边界。而且纬度较酒泉和太原都低,比前两者更能利用地球自转,从而在使用同型火箭的情况下增加任务载荷。西昌承担了中国首颗通信卫星的发射任务。从80年代中期开始,主要承担国内外的商用通信卫星发射任务,主攻地球同步轨道。进入新世纪,西昌又承担了至今为止所有的嫦娥探月任务。
然而,西昌卫星发射中心的缺点和太原也极相似。当初为了保密和军事安全的选址,同样有着深山中交通不便、基地人员生活不便的问题。
图七,西昌卫星发射中心地形环境。
 第137张图片 图七B,抖音直播上的小姐姐在西昌采访航天口的小哥哥。图片来源:抖音直播截图,抖音“离开地球表面”四大航天发射场联合直播活动。
 第138张图片

文昌篇
文昌航天发射场虽然是中国四大航天发射场中的小弟弟,但是它的潜力却是最大的。
与三位哥哥不同,文昌航天发射场从立项开始就是地方政府大力推动、以民用而非军用为主导目标的。1996年,由当时的海南省科技厅副厅长主持,完成了《海南新世纪国际商用航天港可行性研究报告和项目建议书》,并向国家正式申报。在这个规划中,发射中心初步定在文昌铜鼓岭以北的昌洒镇一带,拟建中的发射场几百米之外就是大海,方便大型运载火箭运输。在一些政协委员不懈的努力下,2000年,“海南国际商业航天发射中心”终于被正式列入国家“十五”计划。
文昌的地理位置得天独厚。在四大发射场中纬度最低,而且临海,接收大型火箭的运输能力,发射时的载荷能力、安全性、扩建潜力都非常可观。在四大发射场中,文昌最有可能在将来成为中国的卡纳维拉尔角。不但能够承担“国家队”的各种卫星发射、空间站、探月、载人航天等任务,也会成为中国民营商业航天的摇篮。前不久的5月5日,中国新一代载人飞船的试验船就由长征5号B从文昌成功发射入轨。
图八、九,文昌航天发射场地形环境。图片来源:中国航天科技集团
 第139张图片  第140张图片

从未来的发展方向来看,保密更为容易、而且军方背景更浓厚的酒泉、太原、西昌,应该可以对标美国的范登堡空军基地,主要发射“国家队”的卫星以及较为敏感的光学卫星。
而文昌航天发射场,则可以专注在民用方向。除了发射“国家队”的载人任务、空间站任务、探月任务以及深空探测、火星探测任务之外,还可以承接国外的商业卫星发射任务,以及支持国内的民营商业航天企业。
火箭发射并不只是提供一块空地和一个架子这么简单。而是必须有从运输、组装、燃料储存及加注、测控、通信、安全保障等等一系列的配套基础设施和人员。而一个成熟的发射场必须能够相对标准化的提供这一系列的服务。
在鼓励民营商业航天企业这个问题上,完全可以再次摸着鹰酱过河。
以美国的卡纳维拉尔角为例,目前NASA自有的39B号发射台出租给了SpaceX。美国空军拥有的13号、40号发射台出租给了SpaceX;37B、41号租给了ULA;11号将会租给亚马逊老板投资的蓝色起源;20号将会租给初创公司萤火虫空天公司(Firefly Aerospace)。而16号发射台将会租给我非常看好的另一家初创 -- 相对论航天公司(Relativity Space)。
这里多嘴说一句,相对论航天公司在技术上最主要的特点是用3D打印制造包括火箭引擎在内的大部分火箭零部件。这样,一来可以减少液体火箭引擎里面的零件数量,二来设计迭代可以更快。他们去年年底获得了1.4亿美元的C轮投资,足够完成火箭首飞。笔者前两年参观过他们那个有一个房子那么大的、据说是全世界最大的多臂3D打印机,确实是有其独到之处。
图十:相对论航天的超级3D打印机。图片来源:3Dprint.com / Relativity Space
 第141张图片 美国除了多年的航天科技发展,有着坚实的人才和技术储备之外,充足的航天发射场、试验场这样的基础设施也是重要因素之一。
只要稳步前进,未来,文昌航天发射场完全有潜力成为比肩卡纳维拉尔角的航天港。
未来展望篇
航天科技和航空有很多相似之处。航空领域在一开始发展的时候也经历过最尖端的科技是军用为主的阶段,但是真正的发扬光大则是在民用航空得到充分发展的时候。到了今天,乘坐飞机出行已经是很多人触手可及的事情。
航天领域虽然比航空门槛更高,但是终究会有更加平民化的一天。而商业化、民营化,则是让航天更为平民化的必经之路。
在让航天更贴近我们每个人的生活的路上,文艺作品、影视作品、媒体都是必不可少的。美国之所以有那么多的航天人才,某种程度上也归功于其各种太空题材的科幻小说和影视作品。当年“星际迷航” (Star Trek)里的一句 “Space: the final frontier” “太空:最后的处女地” ,激励了多少个像谢耳朵一样的少年啊!
同样,今天的中国,也需要更多的作品和媒体来激励大众对航天的热情。《三体》和《流浪地球》的成功,已经充分的证明了这点。而让民众了解真实的航天技术,则能让民众更支持国家对航天工程和事业的投入。也会为民营商业航天公司提供更多的潜在顾客和潜在投资者。
这一点上,美国的NASA一直做得很好。笔者就是从大学时代开始,一直参与NASA发放的公众设计项目,保持了对航空航天的热情。同时,NASA也一直在与时俱进。这几年一直利用新媒体和社交网络,多次进行过火箭发射网络直播。
当然,中国航天也没有落后,“我们的太空”官方机构号这次在抖音直播平台上,推出“离开地球表面”四大发射场联合直播活动喽。各位同学走过路过,千万不要错过哦。
图十一,抖音“离开地球表面”四大航天发射场联合直播活动活动海报。图片来源:抖音
 第142张图片

参考资料链接:
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_rocket_launch_sites
https://baike.baidu.com/item/%E9%85%92%E6%B3%89%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%8F%91%E5%B0%84%E4%B8%AD%E5%BF%83
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E9%85%92%E6%B3%89%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%8F%91%E5%B0%84%E4%B8%AD%E5%BF%83
https://baike.baidu.com/item/%E8%A5%BF%E6%98%8C%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%8F%91%E5%B0%84%E4%B8%AD%E5%BF%83
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%A5%BF%E6%98%8C%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%8F%91%E5%B0%84%E4%B8%AD%E5%BF%83
https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%AA%E5%8E%9F%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%8F%91%E5%B0%84%E4%B8%AD%E5%BF%83
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E5%A4%AA%E5%8E%9F%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%8F%91%E5%B0%84%E4%B8%AD%E5%BF%83
https://baike.baidu.com/item/%E6%96%87%E6%98%8C%E5%8D%AB%E6%98%9F%E5%8F%91%E5%B0%84%E4%B8%AD%E5%BF%83
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E6%96%87%E6%98%8C%E8%88%AA%E5%A4%A9%E5%8F%91%E5%B0%84%E5%9C%BA
https://en.wikipedia.org/wiki/Kennedy_Space_Center
https://www.nasa.gov/centers/kennedy/home/index.html
http://afspacemuseum.org/ccafs/
https://en.wikipedia.org/wiki/Vandenberg_Air_Force_Base_Space_Launch_Complex_6
https://www.space.com/34147-vandenberg-air-force-base.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Wallops_Flight_Facility
https://en.wikipedia.org/wiki/Mid-Atlantic_Regional_Spaceport
https://en.wikipedia.org/wiki/Pacific_Spaceport_Complex_%E2%80%93_Alaska
https://en.wikipedia.org/wiki/Mojave_Air_and_Space_Port
https://en.wikipedia.org/wiki/Spaceport_America
https://war.163.com/09/0607/14/5B7A0CLC00011MSF.html
http://www.spacechina.com/n25/n148/n272/n4791/c190907/content.html
http://www.spacechina.com/n25/n148/n272/n4791/c190907/content.html
http://www.xinhuanet.com/politics/2020-02/05/c_1125535182.htm
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6#
oyuytoss 发表于 2021-5-5 05:07:30 | 只看该作者
 
酒泉卫星发射中心:虽名为“酒泉”但实际位置在内蒙古阿拉善盟额济纳旗东风镇(40° 57′ 28″ N,100° 17′ 30″ E)。该发射中心创建于1958年,由苏联援建,又称“中国人民解放军第二十试验训练基地”,建设目的是作为导弹综合性试验靶场。包括中国第一枚弹道导弹“东风一号”、第一枚带核弹头的弹道导弹试验、第一颗人造卫星“东方红一号”及第一枚运载火箭“长征一号”都在这里发射。现在这里主要承担测试发射快舟等新型火箭、导弹、中低轨道的各种试验卫星、应用卫星和载人飞船的任务。另外中国现在唯一的载人飞船返回着陆场“东风着陆场”也在酒泉发射中心附近。
 第154张图片 太原卫星发射中心:位于山西省西北部的苛岚县境内(38°50'56.71"N 111°36'30.59"E)。创建于1967年,起初隶属于“酒泉卫星发射中心”,1976年独立成为“太原卫星发射中心”,又称“中国人民解放军第二十五试验训练基地”,是中国第一个自主建设的卫星发射场。因为与“酒泉”同为高纬度的发射场,“太原”现在的定位基本是专打太阳同步轨道和极轨道的发射场。
 第155张图片 西昌卫星发射中心:又称“中国人民解放军第二十七试验训练基地”,下辖两座发射场“西昌发射场”和“文昌发射场”
西昌航天发射场:位于四川省西昌城以北60公里的冕宁县境内的峡谷中(28° 14′ 45.66″ N 102° 1′ 35.6″ E)。西昌基地成立于1970年,但建设过程一波三折,直到1982年才交付使用,又称“中国人民解放军第二十七试验训练基地”。西昌发射场是中国目前最繁忙的发射场,亦是完成发射任务最多的发射场,“北斗导航卫星”、“嫦娥探月工程”都从这里升空。
 第156张图片 文昌航天发射场:位于海南省文昌市龙楼镇以南(19° 36′ 52.1″ N 110° 57′ 3.95″ E)。开工建设于2009年,2014年建成。由于地理位置的得天独厚,文昌发射场将成为未来探月、探火、空间站建设等重大任务的主发射场。
 第157张图片最后看下四个发射场各自的地理位置。
 第158张图片
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7#
满粤 发表于 2021-5-5 05:08:14 | 只看该作者
 
四个发射场服务于不同时期的需求,与当时的国家战略和航天技术缺陷有直接关系。
大家可以猜猜,民航业初期,机场如何选址?
答案是:尽量靠近市内,在大型河流的旁边。
因为当时长途大型客机以水上飞机为主,必须降落在水上,航空港就真的是个港口。也有陆地机场,但不如水上飞机方便。


酒泉和太原发射场建设的50、60年代,还是航天发展的早期,火箭与导弹不分家。由于技术不成熟,发射成功率极其可悲。这种情况下,发射场最好选在地广人稀但是又交通方便的地方,出事少死人。同时,因为军事任务的保密性,最好能让导弹的航线保持在国土内,无论是成功还是失败,回收残骸都方便。相比之下,美国的顾虑就少一些,西边有沙漠作为靶场,东边直接射进海里,整个大西洋都是美国的,也不怕有人来捞。而且东西岸都是海,运输方便。
酒泉和太原虽然纬度高,但比较适合南北走向的轨道。像气象卫星、间谍卫星等需要需要定期扫描同一地区的航天器都采用这个轨道。
这两个发射场的位置还有一个特殊考虑,就是要远离太平洋。因为当时侦查卫星还未普及,主要的军事侦察手段是侦察机。解放军空军很弱,国军或者美军的侦查机很容易覆盖东部沿海地区。比如62年击落的国军U2是飞到南昌才被击落,大家可以看看南昌在什么位置。


酒泉是在苏联指导下选址的,就在大哥家门口,中苏关系紧张后比较尴尬。太原稍微远离边境但是也没有离开太远。所以西昌发射场直接退到了大西南,比陪都还远。
西昌跟同期其他所有三线建设一样,仅仅只考虑到国防需求,从科学和工业上讲都是不合适的。在80年代中苏关系缓和,尤其是90年代苏联解体后,就变得很尴尬了。虽然西昌的纬度低很多,看上去适合发射深空任务,但是本身运输条件受限于铁路隧道尺寸,火箭不可能做的太大,所以几乎没有发展潜力,比较鸡肋。


真正符合航天运输需求,能够作为民用航天基础的发射场,还是要建在南部沿海地区。一是利用地球自转获得速度,二是海运不受吨位和尺寸限制,三是出问题直接掉海里,避免每次发射都疏散。
进入21世纪,中国的国际环境好了很多,国土防空能力也有了,所以直接一步到位建在海南岛。海南岛比较接近美国佛罗里达的情况,运输、纬度、安全性都无可挑剔,唯一的问题就是受天气影响太厉害,台风季基本看天吃饭。其实西部的3个发射场也不是全年天气都好,也有季节效应。
海南离美国势力范围比较近,周边国家也多,不适合发射军事任务。不过真到了战争时期,发射任务恐怕只有军事卫星,南北向的轨道,南边发射场没什么用。哪怕是地球同步轨道,需要的运力也不大,西昌和太原都可以做。
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8#
紫色狒狒 发表于 2021-5-5 05:08:30 | 只看该作者
 
在文昌航天发射场投入使用之前,三大卫星发射中心都深居内陆,这主要出于战备的考虑。
酒泉卫星发射中心位于内蒙古的戈壁滩内,是中国最早的火箭发射场。它的优势在于天气条件较好,一年中绝大多数时候都能用与发射。深居内陆,便于保密和安全。周围人烟稀少,当年东风一核导弹试验,从发射场到目标试验场都不会经过人口密集区,安全。建成较早,各项设施发展最为完备,故载人航天选择在此。
太原卫星发射中心的纬度较高,适用于中低轨道发射和太阳同步轨道轨道发射。同时它主要发射长征四号系列,以及导弹试验。


西昌卫星发射中心主要负责发射长征三号系列,它的优势在于纬度较低,可以利用更高的地球自转线速度,节约燃料。这也是为什么在长征七号系列成熟之前,这里会是中国最大的商用卫星发射中心。
文昌航天发射场的功能和西昌有较大的重叠。而且文昌还有其它三个不具有的优势——火箭海运到场,可以摆脱铁道对火箭直径的限制,从而可以发射大直径得重型运载火箭,运力可以得到大幅度提升。
所以,为了避免西昌彻底被文昌所取代,文昌目前是隶属于西昌的。
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9#
wcn770444162 发表于 2021-5-5 05:09:20 | 只看该作者
 
简单说一下建设航天发射场的有利因素:
1.纬度越低越好。因为纬度越低,地球自转的线速度越大,可以节约发射时耗用的燃料。
2.气候类型越简单越好。晴朗的天气,有利于发射
3.地形要尽量空旷,四周尽量少有居民区。为了保证生命财产安全。
而目前我们国家的四个发射基地:
就纬度因素来看,目前最近建起的文昌卫星发射中心,具有纬度低的优势。
气候类型上来看,文昌卫星发射中心由于所在位置气候类型属于典型的热带气候,出现晴朗的天气较多,而且空气质量好,平均能见度比较高,具有一定的优势。
地形方面几个发射中心,建造的时候都考虑到了这些因素的影响,相对无问题。
但酒泉卫星发射中心就有一个很重要的特点,就是酒泉卫星发射中心一般是发射载人航天火箭之类的,其他三个发射中心更多的就是发射其他的卫星和火箭,非载人任务。
其他各方面,文昌卫星发射中心具有一定的优势。文昌发射中心是“发射范围最广、发射功能最大、发射条件最好、发射次数最多”的国内最大的发射中心。但与此同时,文昌卫星发射中心也有一个很大的劣势。
文昌卫星发射中心毗邻大海。
相对于返回式卫星、载人航天工程的发射任务来说,文昌卫星发射中心紧邻大海是一个劣势。万一轨道有所偏离,就将降落在茫茫的大海之上,这会对任务的结果造成很大的影响。
综合来讲,4个发射舱从各方面健全了我国卫星发射体系,真的可谓缺一不可....
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10#
lyjsimba 发表于 2021-5-5 05:09:55 | 只看该作者
 
随着中国空间站发射任务日益临近,载人航天的热度也越来越高。作为我国的重大专项工程,载人航天的历次发射任务都吸引着全社会的关注。
站在大众的视角,对航天发射的注意力往往集中在火箭、航天器以及航天员身上,而事实上,每一次震撼人心的发射任务,都要从航天发射场启航,驶向遥远的太空。
我国已有四个航天发射场,它们选址不同、各具特色,共同支撑着我国的航天发射任务。
 第163张图片 酒泉卫星发射中心
PART  01 航天发射场选址

航天发射场场址的选择,是发射场规划建设的基础,也是一项综合性、多学科的复杂系统工程。航天发射场场址的选择主要以航天器、运载火箭的发射使用需求为出发点,涉及因素众多。
    安全因素
安全是航天发射的首要条件,理想的发射场选址应在地广人稀的地方。
火箭发射过程中掉落的残骸可能危及周围居民安全,从发射台开始沿着发射方向周围应无建筑及人员。
在发射载人飞船时,还需要考虑飞船逃逸的着落场,中国酒泉卫星发射中心身处人烟稀少的戈壁滩,就极大的提高了载人发射任务的安全性。
 第164张图片 神舟五号载人飞船升空
    位置因素
航天器在发射过程中需消耗大量燃料来达到一定速度离开地球表面,利用地球本身自转带来的速度,可大大降低对燃料的需求。地球低纬度速度较高,高纬度速度则较低。
发射自西向东的卫星和地球静止卫星,最好更多借用地球自转,从纬度低的地方发射;
发射自东向西的卫星,从高纬度出发则更容易克服地球自转。
 第165张图片 地球不同纬度的表面速度
    气候因素
有利的天气条件对航天发射也十分重要。温差变化小、气候稳定的环境,可以增加航天器的年试验周期和允许发射的时间,同时也有利于航天器的发射和跟踪。
 第166张图片 发射场气象工作者正在工作
    交通因素
航天发射场对运输条件有很大依赖。可选在靠近铁路或机场等交通便利的地区,方便运输。也可选在靠近大型港口的地区依靠水运运输,减少运输受到的限制,我国的文昌发射场就建在了离海岸港口较近的文昌市。
 第167张图片 火箭产品吊装
PART  02 我国的四大航天发射场

目前我国已建成四大航天发射场,包括酒泉卫星发射中心、太原卫星发射中心、西昌卫星发射中心以及文昌航天发射场,形成了沿海内陆相结合、高低纬度相结合,各种射向范围相结合的格局。
 第168张图片 我国四大航天发射场位置分布图
    酒泉卫星发射中心
酒泉卫星发射中心位于中国西北部甘肃省酒泉市。这里位于戈壁滩,人烟稀少,200千米以内基本为无人区,安全性好;地势开阔,是天地往返运输系统理想的回收着陆场所;距海岸线远,可以充分利用已基本形成的陆上航天测控网;气候干燥少雨,雷电日少,一年四季多晴天,容易满足发射条件,可为航天发射提供良好的自然环境条件,每年约有300天可以进行发射试验。
酒泉卫星发射中心是我国目前唯一的载人航天发射场,是世界三大载人航天发射基地之一。酒泉发射场主要承担返回式卫星的发射、载人航天工程和航天员应急救生等任务。
未来,酒泉卫星发射中心还将继续承担神舟飞船的发射任务,将更多航天员送往太空,探索宇宙的奥秘。
 第169张图片 酒泉卫星发射中心的垂直总装测试厂房
    太原发射场
太原卫星发射中心位于山西省太原市西北的高原地区,群山环抱、地势高峻,安全性高。
特殊的经纬度使这里成为我国近地、极地轨道卫星发射理想的场所。
这里通常发射气象、资源等太阳同步轨道卫星。
 第170张图片 黄土高原上的太原卫星发射中心
    西昌发射场
西昌卫星发射中心位于四川省西昌市大凉山峡谷腹地。这里属于亚热带气候,纬度低,海拔高,地空距离短,发射角度好;峡谷地形,年平均气温18℃,日照达320天,发射窗口长,每年10月至次年5月是最佳发射季节;交通便利,附近机场满足大型飞机起降,路网发达。
从西昌卫星发射中心起飞,可充分利用地球自转,消耗较少的燃料就能到达预定轨道。
这里主要承担地球同步轨道卫星,导航、通信、广播、气象卫星等试验发射和应用发射任务。
 第171张图片 群山环绕的西昌卫星发射中心
    文昌航天发射场
文昌航天发射场位于海南省文昌市龙楼镇,是中国首个滨海航天发射基地。发射场以东、以南都是广阔大海,火箭坠落的残骸不易造成意外,大大提高了火箭发射的安全性
文昌航天发射场还是世界上为数不多的低纬度发射场,提高了火箭运载效率。
此外,文昌发射场具有天然的海上运输优势,通过海运方式避免了道路、铁路限高、限宽和弯道等诸多限制。
今明两年,空间站各舱段以及天舟货运飞船将从文昌发射场起飞,出征太空、翱翔宇宙。
 第172张图片 文昌发射场的发射工位
每一个航天器都是一个种子,承载着人类航天梦想
每一处发射场都肩负着,我们对浩瀚宇宙的不懈探索
中国空间站时代即将来临,载人航天将步入更远的深空
未来,更多航天器还将从发射场出发,带着我们的希冀,飞天逐梦
......
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