近海火箭发射：捷龙三号任务背后的科学密码-

作者黄湘红黄艳红段跃初

一、捷龙三号运载火箭发射任务概述

在人类不断探索宇宙的伟大征程里，火箭发射无疑是具有里程碑意义的重要事件。不久前，捷龙三号运载火箭成功将天仪41星等8颗卫星发射升空，这一壮举瞬间成为航天领域瞩目的焦点。尤其值得一提的是，此次发射是在山东海阳近海海域进行的太阳同步轨道发射，这在中国航天史上尚属首次。

捷龙三号运载火箭作为我国航天发射力量中的关键一员，自身具备诸多独特的技术优势。它有着较大的运载能力，能够一次性把多颗卫星精准地送入预定轨道。天仪41星等8颗卫星，它们各自承担着从科学探测到通信技术试验等不同的任务，功能多样。这些卫星的成功发射，为众多领域的研究与应用搭建了新的平台，也带来了新的数据来源。举例来说，有的卫星能够对地球的气候和环境进行监测，为全球应对气候变化提供更加精准的数据支持；还有的卫星在通信领域进行新技术测试，这对提高全球通信的效率和稳定性充满了希望。

二、选择近海发射火箭的原因

（一）地理优势

1. 纬度因素

海阳近海海域的纬度位置，在太阳同步轨道发射方面具有独特的优势。我们知道，太阳同步轨道要求卫星轨道平面与太阳保持相对固定的取向。而海阳近海海域的特定纬度，能够有效减少火箭发射时所需的能量。在这里发射火箭，就如同在一个旋转的圆盘上，在恰当的位置抛出物体，能够借助圆盘的旋转力，也就是地球自转的线速度，让火箭以相对较低的能量消耗顺利到达太阳同步轨道。

2. 海洋环境

海洋为火箭发射提供了极为广阔且毫无障碍的空间。与陆地发射场相比，近海海域不存在建筑物、山脉等可能干扰火箭发射轨迹的障碍物。这使得火箭在发射时，完全无需担忧发射轨迹上会出现障碍物的问题，从而大大降低了火箭发射失败的风险。而且，海洋的开阔性还让火箭发射后的残骸落区更容易被控制，这就减少了对陆地人口密集区以及重要设施的潜在威胁。此外，海洋的广袤无垠为火箭发射提供了更为广阔的安全缓冲区域。一旦火箭在发射过程中发生突发状况，例如发动机出现故障或者火箭偏离轨道等情况，在海洋这个大环境里，就有更多的空间和时间来采取应急措施，进而降低对周边地区造成灾难性影响的可能性。

3. 安全性与保密性

从安全和保密的角度考量，近海海域具有相对隐蔽的特性。在国家安全以及航天技术保密工作方面，近海发射能够减少外界对发射活动的干扰和窥探。同时，由于远离人口密集区，一旦火箭发射过程中出现意外，像是发射失败或者出现故障等情况，对人类生命财产所构成的威胁相对较小。不仅如此，海上发射还具备根据任务需求灵活选择发射地点的优势，这在一定程度上增强了发射任务的保密性。如此一来，就能够避免潜在的敌对势力提前获取发射信息，从而对发射任务进行干扰或者破坏。

（二）经济和基础设施因素

1. 海上发射平台的灵活性

近海发射借助海上发射平台，这种平台最大的特点就是灵活性很强。它能够依据不同的任务需求，移动到合适的海域进行发射操作，这与位置固定的陆地发射场形成了鲜明对比。这种灵活性对于不同轨道要求的卫星发射任务来说是非常有利的，它能够更加精准地满足发射任务的轨道参数要求。并且，这种灵活性在应对紧急发射任务时表现得更为突出，它能够迅速抵达指定海域开展发射工作，大大提高了发射任务的时效性。

2. 降低陆地发射场建设成本

在现有的陆地发射场之外选择近海发射火箭，可以有效避免在陆地上大规模建设新发射场所带来的高额成本投入。要知道，陆地发射场建设涉及到大量的土地征收工作，还需要进行基础设施建设，像道路、水电供应等配套设施的建设。而海上发射平台能够分担部分发射任务，从而降低总体的发射成本。另外，海上发射平台的建设和运营还能够带动相关海洋工程技术的发展，进而促进海洋经济朝着多元化的方向发展。例如，它能够推动海上平台建造技术、海洋通信技术、海上运输和补给技术等领域的进步，并且创造更多的就业机会，形成新的经济增长点。

（三）促进航天技术多元化发展

1. 拓展发射场景

近海发射为航天发射技术开拓了全新的场景并提供了特殊的试验环境。在海洋环境下进行火箭发射，促使航天工程师们去研发适应海洋特殊环境的各类技术和设备，例如海上发射平台的稳定性控制技术、火箭的海洋环境防护技术等。这些技术的发展有助于丰富航天发射技术体系，提高我国航天技术应对不同环境的能力，为未来在更加复杂的环境下开展航天发射任务，比如在极地附近海域进行发射等情况积累宝贵的经验。

2. 国际合作潜力

近海发射蕴含着巨大的国际合作潜力。海上发射平台相对独立于陆地领土，在国际航天合作项目中，这种特性使得各方利益更容易得到协调。对于那些缺乏陆地发射场资源的国家或者地区而言，海上发射平台能够为它们提供便捷的发射服务。通过开展国际合作发射任务，我国能够进一步加强与其他国家在航天领域的交流与合作，促进航天技术的共享，实现共同发展，从而提升我国在国际航天领域的影响力和话语权。

三、近海发射对火箭性能的要求

（一）结构强度与稳定性

1. 抵抗海洋环境影响

近海发射环境对火箭的结构强度和稳定性提出了更高的要求。在海洋环境里，海浪、海风等因素时刻存在。在火箭发射前的准备阶段，这些因素会使火箭产生晃动、振动等情况。所以火箭的结构必须足够坚固，要有能力抵抗这些外力的作用，从而确保火箭在发射前处于稳定的状态。比如说，火箭的外壳需要采用高强度的材料，并且在设计上要考虑如何分散和承受这些外部力量，防止火箭的结构出现变形或者损坏的情况。

2. 发射过程中的姿态控制

在火箭发射过程中，精确控制姿态是至关重要的。近海发射可能会比陆地发射面临更多的气流干扰，这就要求火箭的姿态控制系统更加灵敏、精确。火箭必须能够及时调整自身的姿态，以确保按照预定的轨道飞行。这就意味着姿态控制系统中的传感器需要具备更高的精度，要能够快速、准确地检测到火箭姿态的微小变化，并且执行机构要能够迅速作出响应，及时进行调整。

（二）防腐蚀能力

1. 海洋环境的腐蚀性

海洋空气中包含盐分等腐蚀性物质，这些物质容易对火箭的部件造成腐蚀。火箭的金属部件，像发动机外壳、燃料箱等，如果受到腐蚀，不但会影响火箭的性能，甚至可能引发安全隐患。所以，在火箭的设计和制造过程中，必须采用特殊的防腐蚀措施。例如，可以对金属表面进行涂层处理，或者采用耐腐蚀的合金材料等。

2. 长期储存与维护

在近海发射场，火箭可能需要在相对潮湿且盐分高的环境下进行储存和维护。这就要求火箭的各个部件在长期的储存过程中能够抵抗腐蚀。对于一些关键部件，还需要定期进行检查和维护，以确保其防腐蚀性能始终处于良好的状态。

（三）适应海上发射平台的特殊要求

1. 发射平台的接口匹配

火箭需要与海上发射平台实现精确的接口匹配。海上发射平台有着独特的结构和发射系统，火箭的底部结构必须与平台的发射装置完美对接，这样才能确保发射时的稳定性以及能量传递的有效性。这就要求在火箭的设计和制造过程中，要精确考虑与海上发射平台的接口规格，从机械结构到电气连接等各个方面都要做到无缝对接。

2. 快速发射准备能力

海上发射平台的资源相对有限，这就要求火箭必须具备快速发射准备的能力。与陆地发射场相比，海上发射平台可能无法提供长时间、大规模的准备设施。火箭在到达海上发射平台后，要能够在较短的时间内完成发射前的各项准备工作，例如燃料加注、系统检测等。这就需要火箭的各个系统设计得更加紧凑、高效，并且具有高度的自动化和集成化程度。

捷龙三号运载火箭在山东海阳近海海域的发射任务，充分展现了我国航天技术在发射场选择以及火箭性能优化方面的创新与进步，同时也为未来航天发射任务开辟了更多的可能性。无论是在探索宇宙奥秘、服务地球人类社会，还是推动航天技术自身的发展等方面，近海发射都将扮演越来越重要的角色。随着航天技术的不断发展，我们坚信，未来的近海火箭发射会更加高效、安全，从而为人类的航天事业谱写新的辉煌篇章。

作者黄湘红，教育学硕士，副教授，湖南省科普作家协会青委会委员，中国天文学会会员

段跃初是中国科普作家协会会员、中国未来研究会会员