越来越多火箭“下海”，究竟看中了啥好处？

近日，我国首个半固定式火箭海上发射试验平台HOS-1“东方航天港一号”在山东海阳正式亮相，促进我国液体火箭试验与发射能力从陆地向海洋进一步深入发展。

外界认为，相比传统的陆地试验平台和发射台，这种海上平台不仅有助于解决陆地发射的诸多“痛点”，更具备机动灵活、成本可控、安全高效等核心优势，已成为商业航天时代的重要基础设施。

东方航天港一号火箭海上发射试验平台。

据公开资料显示，该平台主要用于液体火箭一子级系统的全流程试车，验证包括静态点火、动态推力调节、发动机关机/重启等在内的诸多关键环节，实现从“海上试车”到“海上发射”的一体化流程。

具体来说，该平台可满足长度不大于72米、直径不大于3.8米的液氧煤油或液氧甲烷推进剂火箭一子级系统试车需求，允许最长试车时间达200秒，灵活适应大部分中小型火箭设计，标志着我国在火箭海上试验技术领域迈出了关键一步。

除海上试车之外，该平台还能用于可回收式火箭发射试验任务，尤其适用于火箭垂直起降技术验证。借助半固定式设计，该平台平时“扎根”浅海，执行任务时可移动至2.5米至9米水深工位，确保相关飞行试验和某些意外情况下有效避开人口密集区。

事实上，海上发射火箭已有50余年历史。20世纪60年代前期，美国海军舰艇局率先开展了关于海上发射场的研究，设想在1.77万吨船舶上携带3枚火箭。船舶行驶到赤道海域后，火箭在船尾边缘起竖发射。美国科研人员估算，相比在卡纳维拉尔角发射，海上发射火箭，执行地球静止轨道任务，有望显著节约能量、降低成本。

最早的海上发射场则是1966年投入使用的肯尼亚圣马科发射场，位于南纬2.9度、东经40.3度，当时是距赤道最近的航天发射场。该发射场拥有两个海上平台，一个是圣马科发射平台，长91米，宽28米，重2500吨，甲板容量5000吨；另一个是圣丽塔控制平台，由较小的石油平台改建而成，容纳发射控制中心、航天器控制中心、遥测站、雷达和自毁指令发射系统等。圣马科发射场的成功运作，验证了火箭海上发射的可行性。

1995年成立的海射公司标志着海上发射取得商业化进展。该公司由美国波音公司、挪威克瓦纳集团、乌克兰南方设计局和俄罗斯能源火箭公司共同组建，拥有海上指挥者号控制指挥船和由石油钻井平台改造的奥德赛号发射平台。后者长132.91米，宽67.02米，比标准足球场稍大，能够吃水下沉22米，内置动态定位系统，保持平台稳定，可抵抗17级台风或34米高海浪。1999年3月，海射公司成功发射了第一枚火箭。截至2014年暂停运营，该公司累计执行了36次发射任务，其中32次完全成功。

长征十一号火箭海上发射。

我国火箭海上发射活动同样发展迅速。2019年6月5日，长征十一号火箭首次在黄海海域以一箭七星的方式成功发射，开启了我国海上发射的“问天之路”。目前，东方航天港作为我国唯一的商业航天海上发射母港，已有5个海上发射平台，具备近海一周双发、远海半月一发的发射能力。

火箭为什么要在海上试验和发射？外界分析认为，这与经济便捷、灵活机动、落点可控等优势是分不开的。

传统陆地发射基地普遍远离城市，既给产品物资运输带来不便，发射效率也受到制约。相比之下，海上试验和发射可以充分利用港口海运条件，火箭转运和物资补给均相当便利，有助于提高发射效率和频次。

不同于陆地发射流程，海上发射可以根据载荷特点和客户要求，利用自由移动的海上平台，灵活选择火箭发射位置，满足不同轨道倾角的任务所需，填补陆地发射场的“空白”。比如，执行中低倾角轨道任务时，火箭发射位置可以更接近赤道附近的低纬度地区，利用地球自转的附加速度，节省燃料并提升运载能力，从整体上降低发射成本。

火箭飞行一段时间后，各子级和整流罩等残骸会依次坠落。海上发射方可以更方便地规划火箭飞行航迹，灵活选择分离体着区和落区，对火箭残骸落区选择工作的限制更少，有助于提高火箭上升段飞行安全性，并确保分离物体远离陆地建筑物和人口稠密区。随着可回收复用火箭发射成为大势所趋，海上发射并回收火箭子级、整流罩等可谓前景光明。

捷龙三号火箭海上发射。

不过，海上发射试验平台需克服三大技术挑战：海上发射稳定性、无线通信可靠性、海洋环境适应性。

海上风浪、洋流会加剧平台晃动，影响火箭发射精度。为此，我国团队使用动态补偿发射技术，实时监测平台运动状态并调整火箭姿态，将晃动幅值控制在±0.1度以内，达到陆地发射场水平。

海上平台与保障船的通信距离往往需要精确控制，缓解信号干扰。东方航天港技术团队应用了抗干扰无线传输系统，确保在9级风浪下仍能稳定传输火箭控制指令。

另外，海洋盐雾环境对金属结构腐蚀性强，要求海上发射试验平台采用不锈钢、钛合金等耐腐蚀材料，并配备水冷式导流槽、热防护涂层等。

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来源/中国航天报、《中国航天报·飞天科普周刊》

文/于远航

本文转载自公众微信号：中国航天报

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