星际旅行出发地：为什么是文昌.doc

1、1星际旅行出发地：为什么是文昌2016 年 6 月 22 日，长征七号运载火箭在垂直转运过程中。当日，承载着长江七号运载火箭与搭载载荷组合体的活动发射平台，从海南文昌航天发射场的垂直总装测试厂房驶出，平稳行驶约 3 小时后，安全转运至发射塔架 蓝天白云映衬，大海椰林相伴。美丽的文昌有许多名片：椰子之乡、华侨之乡、排球之乡但如今，更多的人知道文昌，是因为海南文昌航天发射场建在这里的龙楼镇上。 2016 年 6 月 25 日晚，长征七号运载火箭首次发射升空，这一刻，我国首个滨海航天发射场海南文昌航天发射场成功亮相，首战告捷。 这标志着我国自主设计建造、绿色生态环保、技术创新跨越的新一代航天发射场正

2、式投入使用。 长征七号运载火箭首飞的日子里， ?t 望东方周刊记者走进海南文昌航天发射场，零距离接触了中国航天又一个梦想腾飞的地方。 本刊记者获悉，2016 年下半年，这里将发射长征五号新一代大推力运载火箭;2017 年上半年，这里将发射天舟一号货运飞船。未来，我国的探月工程三期飞行器、现代化空间站等都将在这里发射升空。 条件日渐成熟 可以预见，作为中国航天的新成员，文昌航天发射场将成为众多航2天器的星际旅行出发地。 我国目前有三大航天发射场，分别是酒泉、太原和西昌，它们或在大漠深处，或在大山腹地，而新一代航天发射场，却选择了南海之滨的海南。 为何选在海南？ 实际上，早在上世纪 70 年代，我

3、国在进行航天发射场选址时，就曾对在海南岛建设航天发射场进行过评估，海南岛也一度被列为当时最佳选址之一。 但当时正处于冷战时期，国际形势较为复杂，沿海地区处于敌对势力的直接威胁之下，故而不得不将航天发射场设置在地处“三线”的戈壁大漠或大山腹地。 随着国际形势的缓和，在海南建设航天发射场的条件也日渐成熟。 1988 年底，中国第一座用于科学研究的探空火箭发射场在海南岛建成，并成功发射了火箭，这也是中国发射亚轨道火箭的测试基地。之后的数十年间，这个发射场曾多次成功发射织女系列火箭。 海南航天发射场建设项目从上世纪 90 年代中期开始酝酿并进行多轮科学评估。据本刊记者了解，最初论证时曾有海南三亚方案、

4、文昌方案、广东阳江方案等 3 个方案。 2002 年 3 月，新一代运载火箭发射场建设论证组在北京成立。北京特种工程设计研究院受命牵头 17 家单位启动论证工作。从白山黑水到戈壁大漠，从雪域高原到南海之滨，论证组上高山、下海岛，先后组织 190多人次分赴海南、陕西、甘肃、四川、新疆等地相关行业、企业调研，3召开 195 次专题技术研讨会。 长征五号发射塔 综合论证、立项论证、工程设计、技术服务，等等，论证组在分析改造原有 3 个发射中心和新建发射场可行性的基础上，对改造现有发射中心和新建发射场初步方案进行了充分论证。 2005 年 1 月，新一代运载火箭发射场建设综合论证报告评审会上，海南省文

5、昌市龙楼地区被推荐为新一代运载火箭发射场场址。 两年后，国务院、中央军委正式批准海南文昌发射场立项。 为何是龙楼小镇 新一代航天发射场选址海南文昌龙楼，是因为这里具有得天独厚的优越条件。 首先是这里纬度低。各个国家在选择发射场时，都会尽量选择低纬度地区，最好选择在赤道附近，这样可使火箭发射后得到地球自转赋予的向东的初速度，提高运载能力。 比如，世界上最著名的低纬度发射场是位于南美洲北部法属圭亚那的法国库鲁发射场，北纬 5 度，是目前法国唯一的发射场，也是欧洲太空局主要的航天活动中心。最靠近赤道的发射场则是意大利圣马科航天发射场，位于南纬 2.9 度。 北京特种工程设计研究院总工程师刘晓华说，我

6、国新一代航天发射场选址海南文昌的第一个原因，就是因为这里靠近赤道，纬度较低，用相同的燃料可以将地球同步轨道航天器推得更远，载荷更大，运载效率更高。 科学研究表明，距赤道越近、纬度越低，地球自转速度越大，利用4惯性离心力，在燃料不变的情况下，火箭可以节省推力携带更大的载荷。同时，在低纬度发射场发射地球同步轨道卫星时，由于夹角偏小，卫星机动到地球同步轨道所需燃料减少，也可延长卫星寿命。 海南省是我国纬度最低，距赤道最近的省份，纬度为 19 度。而西昌、太原、酒泉 3 个卫星发射中心的纬度则分别为 28 度、38 度、41 度。 其次是这里海运便捷、可行性强，可解决大推力火箭运载难题。 大推力火箭直

7、径都很大。此前，由于受铁轨宽度影响，火箭最大组件的最大直径不能超过 3.5 米。如今，火箭可从水路运输，不再受铁轨宽度影响。 文昌地理位置靠海，建成的清澜港码头可停泊大推力火箭运载船只，具备海运条件。 本刊记者获悉，长征七号火箭就是从天津港装船起航，经过 6 昼夜海上航行，途经渤海、黄海、东海、台湾海峡、南海等海域，安全抵达海南文昌清澜港码头的。 第三，这里射向宽、安全性好，火箭残骸落区均在海上。 火箭发射后，助推器将与箭体分离，形成火箭残骸。火箭残骸一般坠落在发射点以东 1000 公里以内。 海南文昌航天发射场射向覆盖 90 度到 175 度，火箭发射后，1000 公里内皆是茫茫大海，坠落的

8、火箭残骸不易造成伤害。长征七号火箭的部分残骸，就坠落在了我国黄岩岛一带。 此外，文昌发射场投入使用后， “将使得我国航天发射场形成沿海和内陆相结合、高低纬度相结合、各种射向范围相结合的格局，战略布局更为合理。 ”西昌卫星发射中心副5总工程师周凤广说。 据本刊记者了解，海南文昌发射场未来将主要用于发射新一代大型无毒、无污染运载火箭，承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器等航天发射任务。 雷暴天气多，怎么办 这是一座世界一流的现代化新型航天发射场，由测试发射、测量控制、通信、气象、技术勤务保障等五大系统组成，建有长征五号和长征七号两型运载火箭发射工位、垂直总装测试厂房和

9、水平转载测试厂房、航天器总装测试厂房、航天器加注扣罩厂房、指挥控制中心等。 海南文昌航天发射场的建设，并不是已有发射场的翻版，而是有不少结合当地实际情况的创新。 海南省地处热带海洋性气候带，具有“高温高湿高盐雾”和“强台风强降水强雷暴”特点。 发射场建设过程中采用了多项措施以应对台风、雷暴和盐雾腐蚀。针对多台风气候特点，发射场大型结构采用一系列抗台风安全设计，经过风洞试验，采用了结构安全健康在线监测诊断技术，可以确保发射塔架等大型设施在强台风下安全运行。 垂直总装测试厂房高大空旷，为了抗台风，厂房采用钢筋混凝土筒柱式中空高层结构体系，可以承受百年一遇的强台风。发射场发射塔架为钢框架核心筒结构，

10、是钢筋混凝土与钢结构的一个混合结构，能有效抗击台风侵袭。 文昌一年中有 100 多天是雷暴天气，这也是航天发射可能会面临的6最大风险。发射塔周围围绕着 4 座高 105 米的钢架结构避雷塔，避雷塔上加挂了避雷线。出现雷暴天气时，雷电从天空进入避雷针，再通过避雷针传导给避雷线直至地下避雷网。此外，还增加了保护范围，可有效拦截侧击雷。 本刊记者获悉，计算机仿真和雷击试验的结果表明，这种措施雷击防护效率可达到 98.6%，高于国内现有发射场防雷电系统 90%的防护效率。针对室外不同设备面临的盐雾环境问题，发射场开展了 3 种类别、3种防腐等级试件、加速腐蚀试验和室外暴露试验验证，确定了室外金属构件的

11、重度防腐涂装保护体系。在室内防盐雾腐蚀方面，发射场利用空调系统进行室内除湿和盐雾吸附，同时加强建筑防雨防潮设计，改善通风条件，创造了低湿低盐雾的室内工作环境。 发射场还建设了盐雾监测系统，探索盐雾浓度分布规律，深化防盐雾技术研究，并针对不同设施设备特点，制定维护保养规范，建立维护保养制度，及时进行维护保养。 生态环境保护是“红线” 在文昌航天发射场，本刊记者发现，在长征五号火箭发射勤务塔北侧，有一株胸径逾 50 厘米的垂榕，树龄超过 70 年，枝叶团簇格外茂盛，原本笔直的道路特意绕了一个弯，给这棵树留下了生长的空间。 据工作人员介绍，现在它已经凭借超乎寻常的“待遇” ，成为许多游客眼中的明星。

12、 本刊记者还发现，在各建筑物之间，原生的椰林郁郁葱葱，水塘、7湿地星罗棋布，呈现出低纬度滨海航天发射场特有的风光。 据悉，海南文昌航天发射场也是我国第一个完全对外开放的航天发射场。火箭转运前，每天都有游客穿行其间，近距离领略航天发射场的独特魅力。 这样的图景显示，环保、开放两大理念在建设过程中得到完全贯彻。实际上，如何把航天发射场建设与保护生态环境相结合，建设开放合作、生态环保的现代化航天发射场，是发射场论证设计过程中面临的重大难题。 海南文昌龙楼航天小镇 据北京特种工程设计研究院环保中心主任张统介绍，发射场论证设计过程中，始终把生态环境保护作为一条“红线” ，科研团队人员与海南省和文昌市相关

13、部门沟通，经过反复调研、论证、设计，圆满完成了发射场生态环境保护的设计建设任务。 发射场位于文昌市龙楼地区，在规划设计过程中，场区保留多处自然湿地，兼顾雨水涵养的功能。 建筑物选址方面，尽量避开成片的椰林和湿地，发射工位选择在地势平坦、植被少、用地开阔的区域，与火箭垂直总装测试厂房之间没有大的地形起伏和集中林地，对自然植被破坏少，建设土方工程量小。 指挥控制中心的选址充分结合地势，利用现有山地抬高视点，与发射工位形成良好的通视效果。同时，合理设置场区内的道路宽度和各类场坪的尺寸，尽量减少道路场坪占地，充分体现了尊重自然、环境和谐、协调统一的观念。 8整个规划设计，还体现了集约高效的理念。比如，在办公生活区的规划设计过程中，突破传统“小而全”的布局模式，打破编制单位，按功能进行整合，形成较为集中的办公、生活和保障区，为其他项目的规划建设提供了有益借鉴。