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西昌卫星发射中心为何成为中国探月工程第一港
华夏经纬网   2007-10-25 00:29:24   
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    中新网西昌10月25日电 题:西昌卫星发射中心成为中国探月工程第一港

  作者 胡建兵 徐贞宇

  2007年10月24日,中国探月工程的首颗卫星──“嫦娥一号”启程奔向38万公里外的月球。这次神秘太空之旅的起点,就是四川大凉山腹地的西昌卫星发射中心。

  西昌卫星发射中心是中国对外开放最早、承担外星发射最多、自动化程度较高、综合发射能力较强的航天发射场,近50颗国内外卫星从这里送入太空。

  新中国成立以来,分别于上世纪五、六十年代分别建立了酒泉卫星发射中心和太原卫星发射中心。为加速发展中国航天事业,中央决定再建设一个新的卫星发射中心。

  发射场区一般选择修建在尽可能靠近赤道的低纬度地区,这是为了缩短卫星入轨行程,既能节约火箭燃料,又能增大有效载荷。选择修建发射场还要考虑气象、交通运输条件、地质条件以及沿航区设置测控站的可行性。

  经过专家历时3个月,先后对9个省25个地区的81个县进行勘察,最后从10多个初选出来地方中,精选出距西昌市区60公里左右的一条叫做松林的幽深峡谷。1970年12月30日,西昌,从此成为中国第三个卫星发射中心。

  西昌位于中国大西南的四川省凉山彝族自治州境内,具有低纬度、中海拔、多山的地理特征,年平均温差小,气候宜人,四季如春。青山机场距发射场45公里,发射场专用铁路和专用公路由横穿全境的成昆铁路和川滇公路分叉直达场区,交通十分便利,是发射地球同步轨道卫星的理想场所。

  经过37年建设发展,中心已具备使用长征三号甲、长征三号乙等5种型号火箭,发射高、中、低各种轨道、多射向各类航天器的能力,实现了远距离测试发射、指挥控制。

  航天发射场是人类神秘太空之旅的起点,也是托举一个国家航天事业的基础设施之一。它是为保障火箭飞行器的装配、发射前准备、发射、弹道测量、指挥控制而专门建造的地面设备与设施,是从事航天活动的科学试验中心。概括地说,发射场的任务就是打上去,测出来,处理好,提供准确的试验分析及性能指标鉴定报告。

  目前,世界上共有美国肯尼迪航天中心、俄罗斯拜科努尔发射场、法国圭亚那航天中心、日本种子岛航天中心等15个航天发射场。

  发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是人类航天活动的三大领域。中国自1970年发射第一颗人造地球卫星、1999年实施载人航天工程以来,开展以月球为主的深空探测是航天活动的必然选择。

  2004年3月,国防科工委、国家航天局宣布,中国探月计划首颗卫星“嫦娥一号”,将于2007年在西昌卫星发射中心发射升空,执行绕月飞行任务。为什么选择西昌发射“嫦娥一号”卫星呢?

  原来,探月工程的“嫦娥一号”是目前中国航天发射卫星到达地最远的一颗卫星。它不仅仅对卫星提出了进行绕月运行的要求,而且对火箭的推力以及姿态控制都提出了更高要求,需要用大推力火箭先将它送入近地点200公里、远地点5.1万公里的地球同步大椭圆轨道。经过专家们对长征系列火箭进行严格可行性分析,最终选定运用长征系列火箭家族中运载能力较强、发射成功率最高的长征三号甲运载火箭承担此次发射。

  在中国三大卫星发射场中,唯一发射地球同步轨道卫星、能用“长征三号甲”等多种型号运载火箭发射各种型号卫星的西昌卫星发射中心,责无旁贷地承担了发射首颗月球探测卫星的重任。

  卫星发射是一项复杂的系统工程,需要各系统密切配合、协同工作。从火箭、卫星运抵发射场到发射升空,一般需要40天左右的时间,经过一系列复杂流程对星箭进行测试直至发射。绕月探测工程是中国航天史上第三大里程碑,为确保首发成功,嫦娥一号卫星的发射准备时间又相对较长一些。

  火箭、卫星运抵发射场后,要在各自的测试大厅进行装配和测试。测试大厅装有大功率空气调节器,已保证所需要的温度和湿度。而卫星对洁净度的要求近乎苛刻,接触它的人都要全身包裹,戴上口罩,就像研究院所的化验室。

  确保星上设备与地面设备匹配,同时解决测试中出现的问题,是卫星在发射场的第一关。经测试合格后,对卫星实施燃料加注,以满足卫星上天后轨道、姿态控制和正常运行的动力需要。

  火箭测试大厅比卫星的要大的多,它可以同时进行 枚火箭的测试工作。不过西昌卫星发射中心依据他们30多年的经验,重新整合工作流程,将大部分的测试项目,放到火箭在发射塔上竖起后进行。除了对分系统匹配测试外,大规模的总检查就有四次,确保火箭无故障上天。

  发射区建有2号和3号两个发射塔架。现有的3号发射架是2006年中心为适应世界航天科技发展趋势,满足国家航天事业发展需求,在原发射架位置重新改造修建的一座新塔,主要用于发射“长征三号甲”火箭。3号发射架高85.5米,塔上的12层工作平台可以180度旋转,塔顶上的吊车用来完成火箭、卫星的起竖、对接和吊装;塔底有一个支撑火箭的发射台和一个能耐高温、高速气流冲刷的导流槽。3号发射架是目前世界上最先进的火箭发射塔之一。

  天气预报在常人的眼中就是气温高低、刮风下雨,但在这里却关系到卫星发射的成功与失败。火箭、卫星在发射区测试合格后,视天气情况,再根据卫星的入轨窗口,决定是否加注燃料,待命发射。

  所谓发射窗口,是允许发射航天器的时间范围。航天器的发射窗口根据航天任务和外界限制条件确定的。影响发射窗口的外界条件主要有天体运行轨道条件、航天器的轨道要求、航天器的工作条件要求,还有发射方向、地面跟踪测控和气象等条件等。就航天任务来说,有三种发射窗口,一是年计窗口,它是指以指定的某一年内连续的月数表示,适用于星际探测任务;二是月计窗口。是以确定的某个月连续的天数表示,适用于行星和月球探测任务;三是日计窗口。是以某日内某时刻到另一时刻的形式表式,适用于各种航天器。

  嫦娥一号卫星发射,考虑到月球运行到与地球相对距离最短以及卫星与月球交汇入轨的较佳时机,每月适宜发射的时间只有一次,每次发射窗口为35分钟。如果错过时机,下次发射要在一个月后才能进行。

  水的沸点是100℃,而这些管道中流动的另外两种液体的沸点分别是-253℃和-183℃。它们是火箭最重要的推进剂,叫液氢和液氧。目前,被研究和投入试验的液体推进剂已多达百余种,被分为氧化剂和燃烧剂。液氧、四氧化二氮、红烟硝酸是常用的氧化剂,主要起助燃作用。液氢、煤油、偏二甲肼是燃烧剂。在这些常用的推进剂中,液氢液氧能量最高,比冲最大。

  西昌卫星发射中心是中国唯一采用液氢液氧低温推进剂的发射场,液氢液氧装在长征三号甲火箭的第三级,火箭的一二级使用的推进剂是四氧化二氮和偏二甲肼等。

  燃料加注时,首先加注一、二级火箭的常规推进剂,然后在射前7小时给三级火箭加注液氢、液氧低温推进剂。

  绕月探测工程,是中国航天事业发展的又一重大里程碑,是西昌卫星发射中心近年来开展的“三大工程”之一。启动三年多来,中心紧紧围绕“实现绕月探测工程首发成功”的工程总目标和“精心组织、保障到位、测试规范、确保安全”的具体要求,实施了上百个发射场技术改造项目,实现了火箭、卫星的远距离测试发射控制,综合发射试验能力不断攀升,为绕月探测卫星发射“首发成功” 提供了有力保障。

  从“嫦娥奔月”的优美传说到“万户飞天”的壮烈实践,从冲出地球村、登陆月球到探测火星、飞向银河系,几千年来,人类从未停止过对神秘太空的探索与追求。(完)

 

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