[血狼原创]从必要性和可行性谈谈我国建设海南航天发射场的不同看法

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导读: [color=#FF0000]严正声明:[/color]尽管笔者对在海南建设航天发射场有一定的不同看法,但按照少数服从多数的民主集中制原则,笔者是坚决拥护和支持于国务院和中央军委的决策的,这里发表这些不同看法,仅仅是从学术上进行分析和探讨,非常欢迎对此感兴趣的朋友或有关业内人士进行交流和相互学习。 [B][center]从必要性和可行性谈谈我国建设海南航天发射场的不同看法[/center][/B] [B][center]序言[/center][/B] 根
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严正声明:尽管笔者对在海南建设航天发射场有一定的不同看法,但按照少数服从多数的民主集中制原则,笔者是坚决拥护和支持于国务院和中央军委的决策的,这里发表这些不同看法,仅仅是从学术上进行分析和探讨,非常欢迎对此感兴趣的朋友或有关业内人士进行交流和相互学习。


从必要性和可行性谈谈我国建设海南航天发射场的不同看法


序言


根据有关报道,经国务院、中央军委批准,我国将在海南省文昌市建设新航天发射场。建设新航天发射场是为了适应中国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需要。新航天发射场建成后,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。


众所周知,我国目前有三个航天发射场,即酒泉卫星发射中心、西昌卫星发射中心和太原卫星发射中心。其中,酒泉卫星发射中心和太原卫星发射中心主要发射太阳同步轨道卫星、返回式卫星等近地轨道卫星,酒泉卫星发射中心还是我国唯一的载人飞船发射场;西昌卫星发射中心主要发射地球同步轨道卫星、中高轨道卫星为主。三个卫星发射中心共同承担了我国航天工程以及对外商业卫星的发射任务。



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图1 酒泉卫星发射中心


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图2 太原卫星发射中心


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图3 西昌卫星发射中心


我国将在海南建设的航天发射场是我国第四个发射场,按照新闻报导,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,主要运载工具是我国新一代的无毒、无污染运载火箭,即传说中的长征五号系列。


尽管笔者对于国务院、中央军委的决策绝对服从和拥护,但作为多年从事航天工作的技术人员,笔者也想从我国建设海南航天发射场的必要性和可行性的谈一谈自己的看法或认识,这也仅仅是技术方面的意见。


一、从建设必要性来看建设海南航天发射场


1、从发射能力看建设海南航天发射场的必要性


从主流媒体新闻稿看,海南航天发射场建成后的年发射能力为10-12次,从我国运载火箭测试发射周期来看,这应该是一个发射工位的发射能力,也就是说海南航天发射场将要建设的仅仅是一个发射工位,至少目前是这样,也可能随着时间的发展将要进行适当的扩建,适当地增加发射工位。


我国目前每年进行的航天发射有多少次呢?从70年代发射第一颗东方红卫星起算,截至到2007年上半年,我国长征系列运载火箭发射次数约为100次,最多不超过110次,也就是说近40年进行了100次左右的发射,年平均发射2-3次,这个数据严格说应该不能反映近年来我国航天事业的快速发展。因此,我们以近些年的发射次数来分析,从2006年下半年至2007年上半年一年的时间,据不完全统计,发射次数应该不超过15次,这也是近年来年发射次数最多的,也就是说我国年发射需求应该在15次左右,再放大一些,估计也超不过20次。如果这些任务平均分布到三个发射场,也不过每年平均5-6次左右。


此外,再来详细分析这些发射的卫星的类型,地球同步轨道等中高轨轨道卫星大约是7-8次,其他为近地轨道卫星,也就是说西昌卫星发射中心一年进行了7-8次发射,酒泉卫星发射中心和太原卫星发射中心进行了不超过7-8次的发射。从这三个卫星发射中心的发射能力来看,除西昌卫星发射中心外,酒泉卫星发射中心和太原卫星发射中心的任务是不饱满的。


新建海南航天发射场之后,这三个发射场的任务就更加不饱满,即使西昌将作为应急备份发射场,同样三个发射场的任务也将是不饱满的。


因此,新建海南航天发射场从发射能力来看是不必要的。


2、从发射任务需求看建设海南航天发射场的必要性


从卫星业务需求来看,以通信、电视、气象、导航等应用为主的中高轨道卫星,除导航外,其业务是比较饱和的,发射需求也将越来越少;而移动通信、科学探测、资源探测以及军事侦察、通信、数据传输等应用为主的小卫星、星座、编队等近地轨道卫星需求将是未来发展的主流,其发射需求将越来越大。


同样,以月球探测、载人航天为代表的深空和星际探测、空间站等航天活动的次数相当有限,从我国以及美、欧、俄等主要航天国家来看,其发射需求与应用卫星相比也是凤毛麟角。


也就是说,在海南航天发射场的主要发射需求还是近地轨道卫星,而这些卫星的发射,酒泉卫星发射中心和太原卫星发射中心是完全可以承担的,且西昌卫星发射中心也是可以承担近地轨道卫星发射任务的。


因此,新建海南航天发射场从任务需求来看也是不必要的,至少是不迫切的。


3、从新一代运载火箭的运输需求看建设海南航天发射场的必要性


我国新一代运载火箭长征五号将是五米直径的大型捆绑式运载火箭,由于我国铁路运输不能超过3.5米直径的直径,且我国目前没有能够运输如此大型的运载火箭的大型运输飞机,因此只能选择海上运输,这也是选择在海南建设航天发射场的一个主要原因。


对此,笔者有不同看法。实际上,采取海运的重要的前提是运载火箭的总装厂房不在发射场建设,因此无法通过陆运、空运大型运载火箭,而只能采取海运。但是为什么不能把运载火箭总装厂房建设在发射场或发射场附近呢?世界著名发射场之一的法国库鲁发射场(即欧洲圭亚那发射中心,位于拉丁美洲的法属圭亚那)就建设有阿丽亚娜(也称阿里安)运载火箭的总装厂房,从而避免了从欧洲长途运输到美洲的问题。


如果将运载火箭的总装厂房建设在发射场,或生活条件相对较好的附近的城市,在建设1条专用的铁路或公路,或许可以解决此问题。此外,随着我国大飞机项目的发展,也许会研制出大型运输机,从而解决空运问题。


所以,新建海南航天发射场从运输来看,其必要性也不充分。



二、从建设可行性来看建设海南航天发射场


1、安全及外交的隐患


根据主流媒体的新闻稿:“海南拥有广袤的无人居住的海洋,这可以解决火箭飞行航区的安全问题,如火箭一级分解和二级分解后落进茫茫大海,可最大程度地降低落区的安全隐患,减少了人身财产损失。”


笔者对此问题有不同看法。诚然,海南拥有广袤的无人居住的海洋,对箭体残骸落区的选取是十分有利的,较之内陆相对安全。但是,从地图来看,海南岛从东至南,半径大约1000km左右即为菲律宾、印度尼西亚、越南等东南亚国家,尽管正常飞行后脱落的助推器以及芯级残骸的落选可以事先选择或控制在南海或公海,但是由于航天工程的复杂性,实际飞行时可能出现飞行异常需要紧急中止飞行,也就是所谓的安全控制,此时箭体或炸毁后残骸是可能落入任何领海或领土的,况且运载火箭飞行这些国家附近时,一旦动力丧失,其箭体或残骸必将落入这些国家的领土或领海,尽管有相关国际法规定,但从这些国家与中国关系以及领土争议方面来看,必将造成较大的国际争端。


2、禁空与禁海的难度


众所周知,航天发射是具备一定风险的,同时为避免出现较大损失,一般而言在发射场附近是需要禁空的,即发射时刻及一定时间内,禁止发射场周边及飞行面一定范围内进行航空飞行,由于我国现有三个发射场在内陆,仅仅影响国内机场的运营,且从国家利益出发,进行禁空是大家理解并支持的,因此容易实现。而在海南建设发射场,除大陆周边机场外,还将影响到港、澳(?)、台以及周边国家机场,且由于发射时刻通常将随着天气、测试等因素影响而可能随时调整,具有一定的不确定性,而香港机场的起降次数是相当大的,禁空对其影响相当大的,协调起来具有相当大的难度。


此外,南海也是我国著名的渔区,大陆及港、澳、台以及周边国家有大量的渔民进行渔业作业,为安全起见,发射时必须进行一定范围的禁海,由于渔船归属问题,进行禁海也是相当困难的。从国外发射场的情况看,已经出现渔民多次抗议的情况,这将对构建和谐社会带来一定的影响。


3、环境保护的问题


尽管新一代运载火箭将采用液氧、煤油以及液氢作为推进剂,相对传统的四氧化二氮和偏二甲肼是无毒的、无污染的,而实际上这里的无污染是狭义的,因为煤油燃烧也会产生大量的二氧化碳,对生态环境也是有一定影响的。


此外,进行发射场建设也必将破坏一定的植被,且发射的巨大震动和声响也会对附近动物产生一定的影响。


4、政治的影响


海南位于南海,在此建设发射场必将对周边国家造成一定影响,尽管海南发射场是现代化的、开放的、国际化的商业发射场,但反华势力必将进一步推销及扩大其“中国威胁论”,由此使得周边国家对中国产生一定的敌对情绪,不利于我国一贯主张的和平崛起的战略。


(政治的影响点到而已,有时间将展开专门的论述)


5、运载能力的分析


从主流媒体新闻稿来看,均强调了在海南建设发射场将有利于提高运载火箭运载能力。实际上,这种说法是片面的。


众所周期,地球是自西向东运动的。也就是说,从西向东发射时,由于地球自转,可以提供额外的速度增量,纬度越低,速度增量最大。因此,对于地球同步轨道等东射向或东南射向而言,确实是有利的;但是,对于太阳同步轨道等大部分近地轨道卫星,由于其射向为180度左右甚至大于180度,地球自转不但无用,而且可能还就有害,从而降低了运载能力。而从前面分析来看,近地轨道卫星将是未来主流,低纬度的好处带来的效益不大。


况且,新一代运载火箭的运载能力相对现有的长征系列运载火箭,其运载能力得到大大提高。据有关媒体报道,长征五号系列运载火箭近地轨道运载能力达到25吨左右,地球同步转移轨道运载能力达到15吨左右,如此高的运载能力发射现有各类卫星型号绰绰有余,即使将来发射大型空间站、载人登月等也是足够的,而低纬度带来的好处很难体现出真正的效益。实际上,在海南建设发射场,对于现有长征三号系列发射地球同步轨道卫星才真正的能够体现效益。


卫星平台的能力决定了卫星有效载荷的能力和卫星寿命。一方面,低纬度带来的运载能力对于提高的有效载荷质量来说,还受到卫星平台电源等能力的限制;另一方面,如果把低纬度带来的运载能力分给平台的推进剂从而提高卫星在轨寿命的说法,也有局限性:一则,卫星寿命不仅受推进剂限制,而且受电子设备寿命限制;二则,能够增加推进剂携带,也受平台本身的限制。


也就是说,尽管低纬度发射会带来一定运载能力的提高,但运载能力的提高如果不能带来相应的效益,也是没有用的。


6、气候的影响


根据网上查到的海南文昌地区的气象资料:“文昌市属热带北缘沿海地带,具有热带和亚热带气候特点,属热带季风岛屿型气候。雨量丰富,但时空分布不均,干、湿季明显,春旱突出,常年降雨量1721.6毫米,平均1529.8~1948.6毫米。雨季主要集中在5~10月份间的汛期,雨量占全年的80%;8~11月间常受到强热带风暴和台风的影响,年平均发生2.6个;文昌市常年平均湿度为86%,最小湿底为34%。”


由此可见,降雨量大且集中,热带风暴以及台风多,湿度大,这是影响发射以及与发射相关的测试、测控等相当不利的地方。天气预报,尤其是短时期的局部的天气预报往往是很难预报准确的,也就是说海南文昌一年中有7个月的时间将对转场日和发射日的选取代来极大的困难;此外,沿海高盐雾对电子和机械设备腐蚀的影响也是极其大的。


也就是说,海南的气候条件对于建设发射场也是相对不利的。



结语


综上所属,在海南建设航天发射场,无论从新一代运载火箭运输需求、发射能力需求和发射任务需求的必要性来说,都是不充分或不紧迫;同时,在气候、政治、环保、安全、发射任务的实施等方面均存在着一些较难克服的问题或隐患。


因此,笔者认为,在海南建设发射场是不必要的或至少目前是不必要的。



备注:笔者在本文中引用的有关地图和数据均来自于互联网。

本文内容于 2007-9-28 1:36:18 被独树一帜编辑

[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]

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