国外海上火箭发射发展历程概述

　　导 读

　　由于赤道区域拥有465.1米/秒的地球最高自转线速度，卫星发射距离赤道越近，就越能更好利用地球自转的力量，火箭起飞重量甚至能减少28%，这增加了火箭的运载能力，降低发射成本。在发射轨道小倾角的同步轨道卫星时，在赤道附近海域发射可以避免卫星轨道转移时的轨道平面变化，显著提高火箭运载能力和卫星在轨寿命。这些都说明了海上火箭发射具有一定的经济优势。本文主要描述了海上火箭发射技术从提出至今的发展历程，并将其分成四个阶段来进行介绍。

　　第一阶段 1965年-1994年

　　海上火箭发射构想的提出已经有50多年，1964年至1988年，意大利罗马大学和美国NASA从位于肯尼亚海岸的‘圣马可’固定平台上发射过多枚航天器。意大利国家空间项目构想开始于20世纪60年代，1962年决定在非领海建造发射平台,并命名为"神圣的象征"(Saint Mark),意大利首个空间项目圣马科(San Marco)也由此得名。该项目最初在1962年NASA与罗马大学签订关于圣马科项目的合作协议。

　　19世纪60年代中期,意大利在印度洋中建立了第一个民用的移动式赤道发射场--圣马科发射平台(San Marco platform)。它包括两个不同类型的平台。一个起发射台作用,另一个是控制发射的指挥所。圣马科发射场于1966年投入使用,最初用于美国研制的"侦察兵"运载火箭(SCS:Space Communication Satellite)的发射。美国使用"侦察兵"运载火箭主要发射"探险者"号轨道探测器、空间电火箭试验卫星(SERT:Space Electric Rocket Test) 以及军用秘密卫星,同时也为欧洲国家发射一些科学探测和试验方面的卫星,例如,把意大利研制的"圣马科"2号 小型科学探测卫星、"圣马科"6号卫星以及英国的"羚羊号"(Ariel)系列卫星、法国的"法兰西"1号卫星和送入了赤道轨道等。

　　圣马科发射场的成功验证了海上火箭发射的可行性，突出了海上火箭发射火箭高运载，低成本、卫星高寿命、平台可用发射角广等优势，同时为海上发射公司的成立提供了参考信息。

　　第二阶段 1995年-2009年

　　1995年，美国的波音公司、挪威的阿克公司(Aker Solutions)、乌克兰的KB Yuzhnoye/PO Yuzhmash和俄罗斯的Energia火箭公司四家公司共同出资组建了海上发射公司，也是目前世界上唯一提供海基发射服务的公司。具体情况如下图所示。

　　该公司的海上发射平台‘奥德赛号’是由日本住友重机械工业株式会社在1983年建成的海上移动石油勘探和钻井平台改造而成。其120米长，69米宽，拥有1.245万马力动力，空载排水量为30,000吨，水下排水量为50,600吨。

　　该公司第一个验证卫星和第一个商业卫星分别于1999年3月27日、1999年10月9日发射。2000年3月12日，为休斯公司制造、ICO全球通信公司所有的通信卫星进行其第二次商业发射时，海上发射公司尝到了首次失败。这归咎于一个软件错误，它使二级火箭的一个阀门未能成功关闭。2004年6月28日的那次部分成功，是海上发射公司发射亚太5号通信卫星时，火箭推力稍有不足，未能将卫星送入预定轨道，但后来卫星凭借自己的力量还是成功入轨。第二次火箭发射失败是在2007年1月30日，发动机点火几秒钟后在发射台上爆炸，天顶-3SL运载火箭连同波音制造的荷兰NSS-8卫星均被炸毁。1995-2009年发射活动列表如下图所示。

　　发射活动列表

　　在2009年6月22日，该公司宣布破产。原因可能有海上发射公司的总经理吉姆在2006年被SpaceX公司挖走，成为了SpaceX公司的首席运营官、美国官方对海上发射公司的干扰以及太平洋相关海域的国家联合反对。

　　第三阶段 2010年-2018年

　　2010年海上发射公司重组，重组后公司情况如下表所示。

　　重组后，海上发射公司继续进行商业卫星发射活动，然而Intelsat-27的发射失败对其又是一个重大打击。2013年2月搭载荷兰“国际通信卫星-27”（Intelsat-27）的俄罗斯-乌克兰“天顶-3SL”运载火箭从太平洋海域浮动航天发射平台发射升空，但由于发射后出现故障，第一级火箭发动机关闭导致火箭坠入发射平台附近海域。

　　重组后发射活动列表

　　因为俄罗斯与乌克兰的紧张关系以及其他原因，海上发射公司业务于2014年暂停，并于2016年进行项目销售谈判。2016年9月，俄罗斯‘S7 Space’公司成为‘海上发射’公司的所有者，包括海上发射指挥船（Sea Launch Commander）、奥德赛（Odyssey）号发射平台、地面设备以及海上发射公司（Sea Launch）包括商标在内的知识产权。

　　2017年4月，S7 Space公司与乌克兰Po Yuzhmash公司达成了一份订购12枚天顶-3SL协议，然而本应交付的第一批3枚天顶-3LSB火箭，因为多方面因素的影响延迟交付。同年12月，S7 Space公司使用天顶-2SB在拜科努尔航天发射场发射了‘ANGOSAT-1’号卫星。2018年4月，据S7 Space 公司表示，他们已经与‘能源’火箭航天集团开始开发具有商业吸引力的中产阶级运载火箭版“SOYUZ-5”，其具有可回收使用的技术。

　　第四阶段 2019年至今

　　据S7 Space公司官方最新消息，其打算于2019年12月至2022年间用“海上发射”（Sea Launch）浮动发射平台进行12次发射。第一次发射定于2019年12月举行，2020年计划举行3次发射，2021年与2022年各安排4次发射。S7 Space公司计划在15年年内进行70次商业发射。公司已与俄罗斯‘能源’火箭航天集团签署旨在重新启用“海上发射”浮动发射平台的合作协议。

　　根据最新报道，中国航天科技集团有限公司一院、中国航天基金会与WEY品牌正式签署战略合作协议，将今年进行海上发射的验证火箭命名为“CZ-11 WEY”号。我国海上发射实验，也将采用移动式火箭发射平台的模式。其发射平台由一艘万吨级货轮改造而来，具备有五级海况下的运输能力和三级海况下的发射能力。

　　如下表所示，本次海上发射所采用的运载火箭CZ-11相比于天顶-3SL而言，较为小巧，但其发射准备时间短、发射成本低、固体火箭转运方便无需临时加注燃料等优势亦不容忽视。我国CZ-7运载火箭与天顶-3SL运载能力类似，比天顶-3SL重约27.5%。这也从侧面体现海上发射的优势，同时也表明了CZ-7将来研制出的适合海面发射的改型将比天顶-3SL更加优秀。

　　小结：今年内我国将在中国黄海海域发射首个海上火箭“CZ-11 WEY”，这标志着我国在商用航天领域又有了进一步的突破。目前中国航天科技集团公司已经拿到十几亿商业发射服务订单，我国海上火箭发射试验成功后，将会进一步降低成本，增加国际竞争力。这也意味着‘海上发射’公司将不再是全球唯一一家提供海基发射服务的公司，中国将挑战美俄乌挪四国联手打造的海上发射传奇！

　　主要参考文献:

　　1."Sea Launch primed to make history". BBC News. March 24, 1999. Retrieved June 28, 2016.

　　2."Jim Maser to Join SpaceX as President and Chief Operating Officer". PRNewswire. March 17, 2006.

　　3.O'Keeffe, Niall (August 6, 2010). "Russian money to drive Sea Launch relaunch". Flight International viaFlightglobal.com. Retrieved August 9, 2010.

　　4."Satellite-Strapped Rocket Explodes on Platform (Video)". Popular Mechanics.

　　5."Sea Launch Assesses Status and Plans for Next Steps"(Press release). Sea Launch. February 1, 2007.

　　来源：高端装备发展研究中心