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[科普中國]-航天器發(fā)射場(chǎng)

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基本概念

隨著衛(wèi)星、飛船的不斷升空,月球、火星探測(cè)的不斷升溫,世界各大航天發(fā)射場(chǎng)也不斷出現(xiàn)在人們的視線中。航天發(fā)射場(chǎng)是為保障航天運(yùn)載火箭的裝配、發(fā)射前準(zhǔn)備、發(fā)射、彈道測(cè)量、發(fā)送指令以及接收和處理遙測(cè)信息而專門建造的一整套地面設(shè)備、設(shè)施和建筑,是一個(gè)國家航天能力的重要組成部分。世界上早期的航天發(fā)射場(chǎng)基本上都是由導(dǎo)彈靶場(chǎng)演變而來的。1

發(fā)射場(chǎng)場(chǎng)址的選擇有著十分復(fù)雜的綜合性要求,其既要在雷雨少、濕度小、風(fēng)速低、溫差變化不大的地方, 又要有豐富的水源,并且應(yīng)在盡量靠近赤道的低緯度地區(qū);既要有方便的交通條件,但又應(yīng)遠(yuǎn)離人口稠密的地區(qū),從而縮小出現(xiàn)發(fā)射失敗所造成的地面損失;大部分發(fā)射場(chǎng)的發(fā)射方向都是朝東的,這主要是為了利用地球的自轉(zhuǎn)角速度,節(jié)約火箭能量。1

隨著航天事業(yè)的飛速發(fā)展,衛(wèi)星發(fā)射需求日益增加,一些國家開始在第一批發(fā)射場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建設(shè)更加完善的航天發(fā)射工位和發(fā)射場(chǎng),專供發(fā)射各種衛(wèi)星、空間站、載人飛船及航天飛機(jī)等使用,同時(shí),停用某些條件有限、任務(wù)不足的發(fā)射場(chǎng);一些國家根據(jù)本國航天發(fā)展的需要,也興建了一批現(xiàn)代化的航天發(fā)射場(chǎng)。1

組成通常由測(cè)試區(qū)、發(fā)射區(qū)、發(fā)射指揮控制中心、綜合測(cè)量設(shè)施、各勤務(wù)保障設(shè)施和一些管理服務(wù)部門組成。某些航天器發(fā)射場(chǎng)還包括助推火箭或運(yùn)載火箭的第一級(jí)工作完成后的墜落區(qū)和再入航天器(如航天飛機(jī)的軌道器)或回收艙的著陸(濺落)區(qū)。

航天器發(fā)射場(chǎng)的全部設(shè)備分為專用技術(shù)設(shè)備和通用技術(shù)設(shè)備。

(1)專用技術(shù)設(shè)備包括:運(yùn)輸設(shè)備、起重裝卸設(shè)備、裝配對(duì)接設(shè)備、地面供電設(shè)備、地面檢測(cè)和發(fā)射用電氣設(shè)備、自動(dòng)控制設(shè)備、推進(jìn)劑貯存和加注設(shè)備、廢氣和廢液處理設(shè)備、發(fā)射勤務(wù)設(shè)備、遙控和監(jiān)控設(shè)備、測(cè)量和數(shù)據(jù)處理設(shè)備。

(2)通用技術(shù)設(shè)備有:動(dòng)力、通信、氣象、計(jì)量、給排水、供氣、消防、修理等設(shè)備。固體火箭的航天器發(fā)射場(chǎng)設(shè)有專門的固體火箭裝配廠房及其輔助設(shè)施。航天飛機(jī)發(fā)射場(chǎng),還設(shè)有軌道器返回著陸設(shè)施(如跑道和其他著陸設(shè)施),設(shè)有軌道器檢修、裝卸載荷、有毒燃料處理等設(shè)施和設(shè)備,以便修整后重復(fù)使用。

綜合測(cè)量設(shè)施

監(jiān)測(cè)運(yùn)載火箭和航天器各系統(tǒng)工作狀況的多功能綜合設(shè)施,包括:計(jì)算中心、航區(qū)測(cè)控站和測(cè)量船。測(cè)控站、測(cè)量船布設(shè)在運(yùn)載火箭和航天器飛行航區(qū)的沿線,裝備有測(cè)量設(shè)備、時(shí)間統(tǒng)一勤務(wù)設(shè)備、通信和電視設(shè)備、信息處理設(shè)備和遙控設(shè)備以及相應(yīng)的輔助設(shè)備。測(cè)量設(shè)備有無線電遙測(cè)接收設(shè)備、無線電彈道測(cè)量設(shè)備、光學(xué)(激光、紅外)測(cè)量設(shè)備等。測(cè)量站對(duì)獲得的運(yùn)載火箭和航天器彈道參數(shù)、遙測(cè)信息、電視圖像進(jìn)行處理、顯示和記錄,同時(shí)傳送給計(jì)算機(jī)中心和發(fā)射指揮控制中心處理、顯示、判斷,然后發(fā)送到航天控制中心。

勤務(wù)保障設(shè)施和管理服務(wù)部門

包括:各種推進(jìn)劑、低溫液體和潤滑材料貯存庫,生產(chǎn)液氧、液氦和液氫的工廠,通信設(shè)施,氣象保障設(shè)施,供電、供水設(shè)施,大地測(cè)量部門,行政管理部門,后勤保障部門等。這些勤務(wù)保障、管理服務(wù)設(shè)施和居住區(qū)通常建在離發(fā)射區(qū)較遠(yuǎn)的地方。

選址條件航天發(fā)射場(chǎng)場(chǎng)址的選擇是發(fā)射場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)的基礎(chǔ)和先決條件,其選擇是否正確得當(dāng)、科學(xué)合理,直接關(guān)系到發(fā)射場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)與投資、發(fā)射試驗(yàn)?zāi)芰?、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益和可持續(xù)發(fā)展能力等各項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。2

航天器發(fā)射場(chǎng)的位置根據(jù)航天器發(fā)射試驗(yàn)技術(shù)的特點(diǎn)和安全要求選定。運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)所用的推進(jìn)劑多有毒性,易燃和易爆,火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后噴出的有害氣體會(huì)污染周圍的環(huán)境,助推火箭或運(yùn)載火箭的第一級(jí)在完成工作后墜落地面,或因故障和失誤造成發(fā)射失敗,都會(huì)對(duì)地面生命財(cái)產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此,通常把航天器發(fā)射場(chǎng)選在人口稀少,地勢(shì)平坦,視野開闊,地質(zhì)、水源、氣候和氣象條件適宜的內(nèi)陸沙漠、草原或海濱地區(qū),也有建在山區(qū)或島嶼上的。地球自轉(zhuǎn)的影響也是選址的考慮因素。特別是發(fā)射地球靜止衛(wèi)星或小傾角軌道航天器的發(fā)射場(chǎng),宜選建在地球赤道附近或低緯度地區(qū)。這樣的地區(qū)比較容易獲得小傾角軌道,能減少遠(yuǎn)地點(diǎn)變軌所需要的能量,縮短從發(fā)射點(diǎn)到入軌點(diǎn)的航程。法國圭亞那航天中心就是根據(jù)這一考慮選址的。

任何一個(gè)航天發(fā)射場(chǎng)場(chǎng)址的選擇,主要都是以航天器、運(yùn)載火箭的發(fā)射使用需求作為選址建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和基礎(chǔ)的。因此,航天器和運(yùn)載火箭的發(fā)射使用要求與需求分析是發(fā)射場(chǎng)場(chǎng)址選擇應(yīng)遵循的最基本原則,主要包括9 個(gè)方面:①航天發(fā)射任務(wù)的性質(zhì)與任務(wù)類型;②航天器與運(yùn)載火箭類型,結(jié)構(gòu)尺寸、質(zhì)量與運(yùn)輸要求;③使用的推進(jìn)劑類型、種類與加注要求;④發(fā)射飛行軌道與射向范圍要求;⑤發(fā)射周期與年發(fā)射能力要求;⑥氣象與環(huán)境條件要求;⑦地面技術(shù)支持與保障要求;⑧發(fā)射控制與首區(qū)、航區(qū)、殘骸落區(qū)安全要求;⑨測(cè)量控制與通信要求。2

十大發(fā)射場(chǎng)(1)肯尼迪航天中心

美國最大的載人航天基地,成立于1962年7月,位于美國佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角。其優(yōu)勢(shì)是發(fā)射場(chǎng)緯度較低,向東發(fā)射火箭,可借助地球自轉(zhuǎn)來提高火箭的運(yùn)載能力,有助于衛(wèi)星入軌;附近的海島還可用作理想的跟蹤測(cè)量站站址;發(fā)射方向面臨大海,沒有人口密集的憂慮,飛行中的火箭萬一出現(xiàn)故障,也不會(huì)造成嚴(yán)重的安全問題??夏岬虾教熘行氖敲绹詈骄诌M(jìn)行載人與不載人航天器測(cè)試、準(zhǔn)備和實(shí)施發(fā)射的最重要場(chǎng)所,從這里進(jìn)行的航天器發(fā)射任務(wù),包括了美國所有向地球同步軌道的發(fā)射任務(wù),發(fā)射過“阿波羅” 飛船、“天空” 實(shí)驗(yàn)室、不載人行星和行星際探測(cè)器以及科學(xué)、氣象、通信衛(wèi)星等。1

(2)西部航天和導(dǎo)彈試驗(yàn)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。其位于美國西部洛杉磯北面的西海岸,占地近400平方千米,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8000千米航線,以及十分完善的落點(diǎn)定位系統(tǒng),主要用于戰(zhàn)略導(dǎo)彈武器試驗(yàn)、武器系統(tǒng)作戰(zhàn)試驗(yàn)和發(fā)射各種軍用衛(wèi)星、極地衛(wèi)星等。1

(3)拜科努爾發(fā)射地

建于1955年,位于哈薩克斯坦拜克努爾市西南288千米處。俄羅斯從1994年開始租賃該發(fā)射場(chǎng),預(yù)計(jì)租賃期限截止到2050年,是俄羅斯最大的航天器和導(dǎo)彈發(fā)射試驗(yàn)基地,其規(guī)模相當(dāng)于美國的肯尼迪航天中心。拜科努爾發(fā)射場(chǎng)的主要任務(wù)是發(fā)射載人飛船、衛(wèi)星、月球探測(cè)器和行星探測(cè)器,進(jìn)行各種導(dǎo)彈和運(yùn)載火箭的飛行試驗(yàn)。另外,這里還進(jìn)行攔截衛(wèi)星和部分軌道轟炸系統(tǒng)的試驗(yàn)。在此發(fā)射了世界第一顆人造衛(wèi)星及其它行星探測(cè)器,還發(fā)射了“東方” 號(hào)、“上升” 號(hào)、“聯(lián)盟”號(hào)等載人飛船和“禮炮” 號(hào)空間站及“能源-暴風(fēng)雪” 號(hào)航天飛機(jī)。1

(4)普列謝茨克基地

建于1957年,位于俄羅斯白海以南300千米的阿爾漢格爾斯克地區(qū)。其早期是洲際導(dǎo)彈的作戰(zhàn)基地,從1966年起才使用4種火箭和9座發(fā)射臺(tái)來發(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2/3為軍用,是目前世界上發(fā)射衛(wèi)星最多的發(fā)射場(chǎng),發(fā)射的次數(shù)占世界發(fā)射總數(shù)的一半以上。1

(5)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心

始建于1958年,是我國創(chuàng)建最早、規(guī)模最大的綜合型導(dǎo)彈、衛(wèi)星發(fā)射中心,也是我國目前唯一的載人航天發(fā)射場(chǎng),位于甘肅省酒泉以北的戈壁灘上。主要利用“長征” 系列火箭發(fā)射大傾角、中低軌道的各種試驗(yàn)衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星。這里成功地發(fā)射了我國制造的第一枚地地導(dǎo)彈,第一次導(dǎo)彈核武器試驗(yàn),并于1970年4月24日,將“東方紅一號(hào)” 送入地球軌道,繼蘇、美、法、日之后,成為世界上第五個(gè)擁有獨(dú)立上天能力的國家。1999年,“神舟” 試驗(yàn)飛船從這里發(fā)射升空,拉開了我國載人航天工程的序幕,中國也繼蘇、美之后,進(jìn)入世界載人太空三強(qiáng)國。1

(6)西昌衛(wèi)星發(fā)射中心

始建于1970年,位于我國四川省西昌市,主要用于發(fā)射地球同步軌道衛(wèi)星,可發(fā)射多種新型、大噸位衛(wèi)星和5種新型、大推力火箭,年發(fā)射能力為10~12次。現(xiàn)擁有自成體系、配套完善的測(cè)試發(fā)射、測(cè)量控制、通信、氣象和勤務(wù)保障等5 大系統(tǒng)。發(fā)射中心自組建以來,先后成功進(jìn)行了“亞洲一號(hào)”、“澳星”、“風(fēng)云二號(hào)” 等50多次國內(nèi)外衛(wèi)星的發(fā)射。1

(7)種子島航天中心

位于九州南端的種子島,是日本應(yīng)用衛(wèi)星發(fā)射基地,由日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)管理。為滿足不同型號(hào)火箭的發(fā)射需要,自1966年開始相繼建造了竹崎、大崎和吉信三個(gè)航天發(fā)射場(chǎng)。竹崎發(fā)射場(chǎng)是專為發(fā)射小型火箭建造的,是繼鹿兒島發(fā)射場(chǎng)之后在種子島建設(shè)的第一個(gè)發(fā)射場(chǎng),于1969年建成投入使用。大崎發(fā)射場(chǎng)主要用來發(fā)射“N-1”、“N-2” 和“H-1” 液體火箭,于1975年建成投入使用。吉信發(fā)射場(chǎng)是為滿足新一代大型運(yùn)載火箭“H-2”的發(fā)射需要,于1986年在大崎發(fā)射場(chǎng)東北方向約1千米處新建的,日本大多數(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星都在此發(fā)射,是日本最大的航天發(fā)射場(chǎng),也是世界上主要的航天器發(fā)射場(chǎng)之一。1

(8)庫魯發(fā)射場(chǎng)

位于南美州北部法屬圭亞那中部的庫魯?shù)貐^(qū),于1971年建成,是目前法國唯一的航天發(fā)射場(chǎng),也是歐空局(ESA)開展航天活動(dòng)的主要場(chǎng)所。由于發(fā)射場(chǎng)的緯度低,相同發(fā)射方位角的軌道傾角小,因而遠(yuǎn)地點(diǎn)變軌所需要的能量小,可以相應(yīng)地增加向地球同步軌道上發(fā)射有效載荷的重量。曾有專家做過計(jì)算,就同一種運(yùn)載火箭而言,在庫魯發(fā)射比在拜科努爾發(fā)射的運(yùn)載量可高70%,在庫魯發(fā)射場(chǎng)發(fā)射同等重量的有效載荷要比在美國肯尼迪角發(fā)射場(chǎng)發(fā)射時(shí)遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)能量節(jié)省約20%,庫魯發(fā)射場(chǎng)被公認(rèn)為世界最佳的火箭發(fā)射地點(diǎn)。庫魯發(fā)射場(chǎng)以發(fā)射“阿麗亞娜” 運(yùn)載火箭而聞名,迄今該系列火箭發(fā)射成功率已達(dá)90%以上,發(fā)射場(chǎng)主要用于科學(xué)衛(wèi)星、應(yīng)用衛(wèi)星等各類空間飛行器的測(cè)試發(fā)射等,是世界上承攬商業(yè)航天發(fā)射最多的發(fā)射中心,近200枚運(yùn)載火箭從這里點(diǎn)火升空,已將250余顆不同型號(hào)的衛(wèi)星送入太空。1

(9)圣馬科發(fā)射場(chǎng)

位于非洲東部,距肯尼亞福莫薩灣海岸約5千米的海上,由羅馬大學(xué)航空與航天研究中心籌建并管理使用,是世界上最早的海上發(fā)射場(chǎng)。發(fā)射場(chǎng)由2個(gè)海上平臺(tái)組成,一個(gè)用作發(fā)射臺(tái),另一個(gè)用作發(fā)射控制指揮所。這里比庫魯發(fā)射場(chǎng)更靠近赤道,發(fā)射赤道軌道衛(wèi)星,衛(wèi)星無需作大的軌道修正。1967年4月,該發(fā)射場(chǎng)投入使用,用美國的“偵察兵” 運(yùn)載火箭發(fā)射衛(wèi)星。海上發(fā)射場(chǎng)與陸上發(fā)射場(chǎng)不同,發(fā)射臺(tái)的臺(tái)柱完全固定在汪洋大海的大陸架上,臺(tái)面露出水面,類似海上石油鉆井平臺(tái),衛(wèi)星和火箭通過大型艦船運(yùn)輸,再安裝在發(fā)射架上實(shí)施發(fā)射。1

(10)斯里哈里科塔發(fā)射場(chǎng)

印度的導(dǎo)彈試驗(yàn)和衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng),位于印度南部東海岸的斯里哈里科塔島,1979年正式投入使用。1980年7月18日,印度用自制的火箭成功發(fā)射人造衛(wèi)星,成為世界上第7個(gè)自行發(fā)射衛(wèi)星的國家。發(fā)射場(chǎng)擁有發(fā)射各種衛(wèi)星的大型運(yùn)載火箭的試驗(yàn)、組裝和發(fā)射設(shè)施,擁有跟蹤、測(cè)量各種衛(wèi)星的測(cè)控站。印度空間研究組織還在此建設(shè)了固體推進(jìn)器工廠,為大型運(yùn)載火箭生產(chǎn)固體發(fā)動(dòng)機(jī)。經(jīng)過近40年的建設(shè),該中心已成為印度最大的航天城和航天器發(fā)射中心,實(shí)現(xiàn)了印度近年來運(yùn)載火箭技術(shù)上的一次次飛躍,印度衛(wèi)星運(yùn)載火箭、極地軌道運(yùn)載火箭和地球同步軌道運(yùn)載火箭都從這里點(diǎn)火升空。1

新一代航天發(fā)射場(chǎng)建設(shè)發(fā)展探討航天器發(fā)射是一個(gè)系統(tǒng)工程,涉及運(yùn)載火箭、有效載荷、發(fā)射場(chǎng)、測(cè)控、通信、氣象等多個(gè)系統(tǒng)??傮w上航天運(yùn)載技術(shù)向著大型化和小型化兩極發(fā)展,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上向標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化方向發(fā)展;從資源利用和經(jīng)濟(jì)效益上考慮,向著無毒、低污染、低成本、更加安全可靠方向發(fā)展,一些新概念推進(jìn)技術(shù)(如天梯、磁懸浮、激光推進(jìn))也在研究之中。這些技術(shù)的發(fā)展對(duì)航天發(fā)射場(chǎng)測(cè)試發(fā)射技術(shù)發(fā)展提出了新的要求。3

國內(nèi)發(fā)射場(chǎng)建設(shè)發(fā)展動(dòng)態(tài)20世紀(jì)50年代以來,我國的航天事業(yè)快速發(fā)展,取得了一系列成就,載人航天取得階段性突破,繞月探測(cè)工程圓滿成功;空間應(yīng)用體系初步形成,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬,應(yīng)用效益顯著提高。

1996年10月至2008年6月,“長征” 系列運(yùn)載火箭連續(xù)65 次發(fā)射成功,新型運(yùn)載火箭多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)取得重要突破。三大航天發(fā)射場(chǎng)建設(shè)取得新的進(jìn)展,綜合試驗(yàn)和發(fā)射能力得到進(jìn)一步提高。酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心率先采用了新的一體化地面測(cè)試發(fā)射系統(tǒng)。該系統(tǒng)是采用前后端分布的格局,由發(fā)控、測(cè)控、數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)、無線遙測(cè)數(shù)據(jù)處理、地面電源、地面電纜網(wǎng)、產(chǎn)品等效器、應(yīng)用軟件等部分組成。配置了以VXI總線技術(shù)為主研制的智能一體化火箭產(chǎn)品等效器,實(shí)現(xiàn)了硬件、軟件產(chǎn)品的“模塊化、通用化、系列化” 。只要用一套一體化的測(cè)試發(fā)射控制系統(tǒng)就能完成對(duì)箭上控制系統(tǒng)、遙測(cè)系統(tǒng)、外測(cè)安全系統(tǒng)和動(dòng)力電磁閥的測(cè)試控制及點(diǎn)火發(fā)射,改變了原來要有好幾套測(cè)試設(shè)備的情況,同時(shí)又具備緊急情況下應(yīng)急控制的能力。3

自2004年開始,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心開始CZ-3A系列火箭遠(yuǎn)距離測(cè)試發(fā)射系統(tǒng)建設(shè),系統(tǒng)由技術(shù)區(qū)后端設(shè)備和發(fā)射區(qū)前端設(shè)備構(gòu)成,應(yīng)用了新的網(wǎng)絡(luò)交換、信息采集與處理、自動(dòng)控制技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)試發(fā)控,極大地提高發(fā)射場(chǎng)測(cè)試設(shè)備的“三化”水平,發(fā)射場(chǎng)安全性、工作效率和資源利用率均得到了提高??梢钥闯鰢鴥?nèi)發(fā)射場(chǎng)正朝一體化方向發(fā)展。3

國外航天發(fā)射場(chǎng)建設(shè)現(xiàn)狀及發(fā)展(1)發(fā)射場(chǎng)址盡量選擇低緯沿海地區(qū),建有多個(gè)發(fā)射工位。國外發(fā)射場(chǎng)盡量選擇低緯度沿海地區(qū),以提高運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力,并使火箭航區(qū)和殘骸遠(yuǎn)離人口稠密地區(qū),如庫魯發(fā)射場(chǎng)位于北緯5°14′低緯地區(qū)。發(fā)射場(chǎng)建有多個(gè)發(fā)射工位,可滿足不同發(fā)射試驗(yàn)需求,肯尼迪航天中心共有14個(gè)發(fā)射區(qū),拜科努爾發(fā)射場(chǎng)也有15個(gè)發(fā)射塔架等。3

(2)發(fā)射場(chǎng)多元化管理體制并存、商業(yè)化運(yùn)作增強(qiáng)。國外發(fā)射場(chǎng)最初大多采用軍事化管理,隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展、各國航天應(yīng)用需求的擴(kuò)大及航天商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)的形成和發(fā)展,發(fā)射場(chǎng)管理體制逐漸走向軍事、民用和商業(yè)化管理模式并存的格局。如俄羅斯拜科努爾發(fā)射場(chǎng)由航天局和航天兵部隊(duì)共同管理,國內(nèi)發(fā)射場(chǎng)則由航天兵部隊(duì)管理。美國則是軍方航天發(fā)射場(chǎng)和商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)并存。歐洲的航天發(fā)射場(chǎng)在各國政府的支持下采用商業(yè)運(yùn)營體制。目前,世界上還出現(xiàn)了完全商業(yè)化的發(fā)射設(shè)施,例如美國、俄羅斯、烏克蘭和挪威4國公司聯(lián)合參股的海上發(fā)射公司。3

(3)發(fā)射場(chǎng)建設(shè)呈現(xiàn)國際合作趨勢(shì)。航天事業(yè)是一項(xiàng)高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的事業(yè),在航天領(lǐng)域開展大范圍、寬領(lǐng)域、多層次的國際合作,能夠更好地發(fā)揮合作各方的優(yōu)勢(shì),達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享的效果。美國、俄羅斯、烏克蘭和挪威4國聯(lián)合組建的海上發(fā)射公司,自1999年以來,已成功發(fā)射十余次。國際發(fā)射服務(wù)公司由美國和俄羅斯組成,客戶可以選擇“質(zhì)子”號(hào)火箭或“宇宙神”火箭分別在拜科努爾或卡拉維爾角發(fā)射衛(wèi)星。2003年10月21日,烏克蘭與巴西簽署了一項(xiàng)長期航天合作協(xié)議。雙方將利用烏克蘭的“旋風(fēng)-4”型火箭在巴西阿爾坎塔拉發(fā)射場(chǎng)提供商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)。3

(4)從改造與新建兩方面推進(jìn)發(fā)射場(chǎng)現(xiàn)代化。近年來,為適應(yīng)有效載荷尤其是商業(yè)有效載荷的發(fā)射需求,同時(shí)也為配合新型運(yùn)載火箭的研制發(fā)展,世界主要航天大國掀起了新建和改建航天發(fā)射設(shè)施的熱潮。俄羅斯為了解決國內(nèi)發(fā)射場(chǎng)只能發(fā)射輕型和中型運(yùn)載火箭,而沒有大型運(yùn)載火箭發(fā)射設(shè)施的問題,目前正在普列謝茨克和斯沃博德發(fā)射場(chǎng)內(nèi)各建一個(gè)“安加拉”大型運(yùn)載火箭發(fā)射工位。1999年10月,洛克希德· 馬丁公司炸毀了原41號(hào)發(fā)射臺(tái)的鋼結(jié)構(gòu)活動(dòng)勤務(wù)塔和鋼結(jié)構(gòu)臍帶塔,以便于建造新的發(fā)射設(shè)施,適應(yīng)發(fā)射可靠性更高的“宇宙神5”系列運(yùn)載火箭。3

(5)整體組裝、測(cè)試、轉(zhuǎn)運(yùn)與遠(yuǎn)距離測(cè)發(fā)控已成為主流。目前,國際上主要采取“兩平兩垂” 、“一平兩垂” 、“三垂” 、“三平”4種測(cè)試發(fā)射模式。對(duì)運(yùn)載火箭、航天器的測(cè)試發(fā)射控制,主要有近距離測(cè)發(fā)控(測(cè)試、發(fā)射、控制)、遠(yuǎn)距離測(cè)發(fā)控兩種模式。從目前的情況來看,遠(yuǎn)距離測(cè)試發(fā)射控制和整體組裝、整體測(cè)試、整體運(yùn)輸模式已成為航天發(fā)射場(chǎng)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。3

(6)強(qiáng)化技術(shù)區(qū)、簡化發(fā)射區(qū)。目前,各國航天發(fā)射場(chǎng)大都采取整體組裝、整體測(cè)試、整體運(yùn)輸?shù)臏y(cè)試發(fā)射模式,對(duì)航天運(yùn)載器進(jìn)行的組裝、準(zhǔn)備和測(cè)試一般都集中在技術(shù)準(zhǔn)備區(qū)進(jìn)行,改變了在發(fā)射場(chǎng)上對(duì)航天器、運(yùn)載器進(jìn)行分級(jí)安裝的做法。技術(shù)區(qū)采用多工序并行作業(yè),運(yùn)載火箭、助推器、有效載荷分別在不同的廠房進(jìn)行組裝測(cè)試。發(fā)射區(qū)一般只做推進(jìn)劑加注和射前檢查等工作,極大地減少了發(fā)射區(qū)工作量,提高了發(fā)射區(qū)利用率。

美國“阿里安5”在發(fā)射工位停留、準(zhǔn)備的時(shí)間為7-9h,日本H-2A火箭在發(fā)射工位停留的時(shí)間為1d 。前蘇聯(lián)由于采取“三平”方式,所以總裝好的運(yùn)載火箭運(yùn)到發(fā)射區(qū)后一般需要停留3d 。第一天起豎、測(cè)試,第二天休息,第三天加注發(fā)射。在任務(wù)緊急的情況下也可當(dāng)日發(fā)射,即把3d 的工作內(nèi)容在14h內(nèi)完成。3

(7)發(fā)射場(chǎng)設(shè)施設(shè)備向通用化方向發(fā)展、采用自動(dòng)測(cè)試發(fā)射技術(shù)。美國、俄羅斯、日本的發(fā)射場(chǎng)采用了部分操作自動(dòng)化技術(shù),如加注管路自動(dòng)對(duì)接、自動(dòng)加注等,其中俄羅斯自動(dòng)發(fā)射技術(shù)水平最高。由于俄羅斯的發(fā)射區(qū)功能相對(duì)單一,為火箭的自動(dòng)發(fā)射提供了條件。

目前,由澳大利亞和俄羅斯合作經(jīng)營的亞太航天中心“曙光女神號(hào)”發(fā)射系統(tǒng)正在建設(shè)之中,其發(fā)射設(shè)施具有較高的自動(dòng)化程度?;鸺簧习l(fā)射臺(tái),就起豎并對(duì)接上連接器,隨后與勤務(wù)塔和臍帶塔連接,經(jīng)過2-3d的自動(dòng)化檢查和測(cè)試后撤離人員,開始自動(dòng)進(jìn)行加注并由控制區(qū)進(jìn)行監(jiān)控。發(fā)射過程的工作也依托自動(dòng)化測(cè)試發(fā)控系統(tǒng)實(shí)施程序自動(dòng)控制。3