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嫦娥5号发射的一个彩蛋,让台湾“高潮”了?

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  前两天,胖五把嫦娥五号送上了前往月球的轨道,很快就将带回数量可观的月壤样本,用于促进种花家的科学研究。

  当时就有网友发现,央视在直播时给了台湾一个超长的“特写镜头”,并发微博戏称这算是个彩蛋,而下面的评论就更精彩了:“爸爸在天上,只要你一抬头,就看见爸爸了。”


  长征火箭飞越台湾上空,有没有故意针对台湾的意思呢?

  央视的想法咱不知道,但对岸还真就当回事。

  1、自以为是

  其实咱们火箭飞过台湾省上空不是啥新鲜事。

  远得不说,就说今年9月15日。

  当时我们在黄海海域以德渤3号抬浮力打捞工程船为平台,使用长征十一号HY2运载火箭,以“一箭九星”的方式成功发射了“吉林一号”高分03系列的9颗卫星。

  只因一条分享消息的微博特别标注“从中国台湾岛上空飞过”,台媒就认为「明显对台有挑衅意味」,绿营“立委”林俊宪甚至污蔑大陆将「火箭」与「导弹」连结,借以“恐吓”台湾民众。


  小兵兵当时推测,台湾会有这么大反应,是因为发射当天正值台湾举行模拟反制解放军收复台湾的“汉光”兵推,那绿营和其喉舌自然要东拉西扯借题发挥。

  然而小兵兵却要说,各位还是把绿媒的水平估计高了,他们不是单纯把技术问题强行解释成政治问题,而是真以为是个火箭就能当导弹用……

  大家可能还记得,小兵兵在往期文章中介绍过台湾晋升太空科技研发的“飞鼠”系列商业火箭。


  ▲台湾自研的“飞鼠一号”探空火箭

  按照绿媒的说法,飞鼠五号等效对地射程可达2400公里,已经迈入中程导弹行列,极具军用潜力。


  ▲台媒评论(图源:环球网)

  看在湾湾这么看得起自己的份儿上,咱今天就聊聊中国火箭发射轨道屡次飞过台湾,到底有没有针对性。

  不过要回答这个问题,胖兵得先卖一个大大的关子,从中国几个卫星发射中心的选址和功能说起。

  2、发射中心知多少?

  进入新世纪前,中国有酒泉、太原、西昌三个卫星发射中心,2009年又在海南新建了更为大型的文昌发射场,再加上专门进行海上发射的东方航天港(海上发射平台的母港),中国航天已拥有四陆一海共五座发射基地。


  ▲中国不止拥有陆上发射场

  也是率先掌握海上发射技术的国家之一

  之所以把关乎国运的卫星发射中心建在这些地方,是综合安全性、地理环境、发射条件、便利程度等多个因素,经过反复计算分析和实地考察后决定的,每座发射场都有自己得天独厚的特殊优势。

  酒泉发射场位于干燥少雨的戈壁滩,易于满足发射所需的气象条件,2800平方公里的占地都是荒凉的无人区,也是航天器理想的着陆回收场,且位于中国内陆腹地,可充分利用陆上航天测控网。


  ▲长征2D运载火箭从酒泉发射中心发射升空

  因为占地面积大,酒泉负责部分长征火箭、中低轨道卫星、返回式卫星、神舟系列载人飞船、天宫一号实验室、运载火箭残骸的测试、发射、回收与航天员应急救生等任务。

  相比之下,太原发射场的地理特征就与酒泉大不相同。

  由于兴建计划正好赶上中苏关系破裂,因此中央指示第二座卫星发射场要依照“靠山、隐蔽、分散”三个原则进行选址,最终确定在山西省岢岚县境内的深山中。


  ▲长征4B火箭

  从太原卫星发射中心发射升空

  除了隐蔽和安全性高,该地区的气候也十分稳定,非常适宜发射太阳同步轨道卫星,能满足多射向、多轨道、远射程的卫星发射需要。

  太原发射场的主要任务是发射气象、资源、通信卫星,如风云和资源系列、遥感十四、天拓一号等,央视《天气预报》的数据就源自这座发射场所发射的气象卫星。

  位于四川省凉山彝族自治州境内的西昌发射场,由于场址纬度低、海拔高、地空距离短、发射倾角好,是三个基地中最利于卫星入轨的发射点。


  ▲长征3B运载火箭

  在西昌卫星发射中心发射升空

  该地气候变化小、风力柔和,全年平均日照达320天,是全国发射窗口最长的发射场,年发射能力可达15次。

  西昌发射场的名头可能不如酒泉和太原来的响亮,但它却大大改变了人们的生活。

  1986年,“长征三号”运载火箭在西昌卫星发射中心,将中国首颗实用通信广播卫星送入预定转移轨道,中国人从此能够收看卫星电视、收听广播。


  ▲长征3B夜间发射

  从2000年起,西昌发射场又开始发射北斗导航卫星,使中国成为继美国、俄罗斯之后世界第三个建设卫星导航系统的国家,让中国渐渐摆脱了对美国GPS系统的依赖。

  而最新投入使用的文昌发射场,是中国载人航天战略三步走当中的至关重要的一环。

  中国航天正在积极筹备建立长期有人照料的空间站,以及探月、探火等深空工程,这一切都需要更大推力和运力的火箭——长征五号才能完成。


  ▲长征五号大推力运载火箭

  但旧有的三座发射场以及内陆的铁路运输,无法支持长五的运输和发射工作,因此国务院、中央军委于2007年8月正式批准,在海南省文昌市建设新一代运载火箭发射场。


  ▲文昌发射场

  选在这里有几个重要原因,首先是长五的零部件从火箭制造厂下线后,可直接通过海路运抵文昌,不再受铁路运力和承载宽度的限制。

  再有就是海南岛是全中国陆地纬度最低、距离赤道最近的地区,火箭可以利用地球自转产生的离心力降低能耗、提高速度,有助于提高大推力火箭的性能。



  ▲2019年长征五号

  遥三运载火箭发射升空

  综上所述,文昌发射场发射大推力运载火箭、大质量极轨卫星、大吨位载人空间站部件、深空探测航天器的独有条件,将成为中国建设空间站、探索月火两星的坚实保障。

  3、轨道设计

  铺垫了这么多,小兵兵可以先露一点谜底出来:我们的火箭真的不是故意从台湾省上空飞行,而是台湾所处的位置,正好是与我们火箭的部分轨道相重叠。

  把上述几个发射场的信息归纳总结后就能发现,我们发射中心的选址越来越靠南,运载火箭的质量也越来越大。


  这当中有一个非常重要的因素在起作用,那就是纬度。

  对于运载火箭而言,克服地心引力和空气阻力将航天器送入指定高度需要极大能量,想要提高运力就必须不断升级火箭的性能。

  但我们还有一条捷径可以走,那就是让发射纬度尽可能靠近赤道,因为越靠近赤道的地方地球自转速度就越大,这是高中物理的内容。

  比如赤道处的自转速度是466米/每秒,30度纬度为403米/每秒了,60度只有233米/每秒,转速不同,所产生的离心力也不一样。


  ▲越靠近赤道的地方转速和离心力越强

  越靠近极点则相反

  而我们选在低纬度的西昌、文昌建立发射场,就可以利用低纬度的转速优势,让火箭借用离心力的作用提高载重,或在同等载重下降低燃料消耗,这对于长五这样的大家伙来说非常重要。

  美国发射中心的选址也有此考量,他最主要的两处航天发射中心分别位于佛罗里达州的卡纳维拉尔角、加利福尼亚州的范登堡空军基地,此二处分别位于东南和西南地区,这个纬度有利于发射大载重火箭、高倾角轨道和极轨道卫星。


  ▲位于卡纳维拉尔角空军基地的

  41号航天发射复合体

  除了纬度,轨道自身也很重要。

  运载火箭不是把航天器扔到太空里就不管了,而是要根据功能和运行位置,将其精准送入预定轨道。就拿卫星来说,它的运行轨道一般分为四种:

  顺行轨道(又称近地轨道,LEO)

  逆行轨道(又称太阳同步轨道,SSO)

  赤道轨道(又称地球静止轨道,GEO)

  极地轨道(又称高椭圆轨道,HEO)

  而本次嫦娥五号是一次探月发射,考虑到地月相对位置、轨道出入口、变轨、能量消耗等因素,最佳轨道只有一条,且非以上任何一种。

  至于央视的直播画面中会出现台湾,那只是因为在轨道路径的视角上恰巧可以看到台湾而已。


  ▲实际轨道其实并没有重合

  所以不同类型的卫星和航天器都有自己需要到达的轨道,还要依据发射场的位置、轨道类型选择发射朝向和倾角,哪有功夫多绕数千公里去“光顾”一个岛?燃料可是要钱的。

  在伟大而高深的航天工程面前,绿营“立委”的言论不仅无知而且幼稚,就像胖兵开头所说的那样——自以为是。

  飞过台湾就是针对台湾,那我们的火箭飞过的地方多了,都要一一针对吗?


  当然了,还有一种东西比长征火箭实在——DF快递要不要啊?

  参考资料:

  中国军网:一张图带你了解我国四大航天发射场——邹维荣 徐小龙 陶士亚

  爱航天网:地月转移轨道

  中国运载火箭技术研究院:救灾卫星都工作在什么轨道上?——中国运载火箭技术研究院新闻中心

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