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香港輕新聞特邀軍事評論員
6月5日,山東青島市附近的黃海北部海域,在一艘大型半潛式駁船改裝的海上平台上,搭載著「吉林一號」高分03A等七顆衛星的「長征11號」運載火箭成功發射。這次發射使中國成為繼俄羅斯之後,全球第二個擁有海上火箭發射技術的國家。事實上,這不僅是中國首次在海上發射運載火箭,也是全球自2014年以來首度海上發射衛星。
所謂海上發射,就是將在原來陸地上的火箭發射場搬到了大海之上,此舉帶來的益處甚多:首先,能讓火箭在最有利的位置點火,同時有效降低衛星發射成本。其次,海上發射還能降低火箭在人口密集地區發射的風險,避免造成不必要的人員財產損失。最後,海上發射的方式可以機動選擇在赤道地區,充分利用地球自轉的有利條件,使發射火箭得到更大的額外發射速度增量。
其實早在20世紀60年代,美蘇兩國就已開始研究海上平台發射技術。美國因為自身國土南北跨度大的優勢,擁有好幾個靠近赤道的發射基地,後來放棄了這一技術;只剩國土偏居高緯度的蘇聯堅持了下來。目前俄羅斯的「天頂3號」SL火箭已經達到可以在赤道附近發射6噸多重的載荷到同步轉移軌道的地步,當稱是這一領域的佼佼者。網上也有人提到了美國民營航天公司「Space X」的「獵鷹」重型火箭,需要說明的是:由於獵鷹火箭十分重型,該項目需要專用發射台,故目前僅實現了海上回收的試驗,並沒有海上發射的試驗。
海上發射火箭除了可以避免對人員財產的傷害(筆者註:比如西昌的發射基地在每次發射後,火箭飛行沿路經常會有殘骸落下,對老百姓的財產安全造成一定的損失),還能讓火箭的發射選擇更多。在陸地發射時,由於發射地點固定,一旦遇到惡劣的天氣,發射必然會推遲,而在海上發射則沒有這樣的情況。以現在科技對天氣的預報能力來看,隨時可以對各種不良天氣狀況進行機動規避。
這裏需要指出一點:很多媒體在提到海上發射時,都會說這樣能讓火箭充分靠近赤道,從而得到更大的額外發射速度增量。但是實際上,這點「優勢」也是相對而言的。「發射場緯度越低,火箭所耗燃料越少」的理論僅是對於發射地球同步軌道衛星的時候而言的。對於與太陽同步軌道的火箭而言,由於軌道自東向西逆行,緯度越低,自轉帶來的速度就越高,而火箭發射需要克服的速度就越高,這種情況下靠近赤道發射反而更加耗能。所以一般發射太陽同步軌道衛星的時候,火箭發射場的緯度越大,載荷飛到目標逆行軌道的難度反而越低。當然,在發射太陽同步軌道衛星的時候,把海上發射基地移動到高緯度海域,也可以降低發射的成本。
海上發射雖是好技術,但筆者並不認為它未來會全面取代地面發射基地的功能。就目前來看,海上發射有個最大的問題就是它的發射平台。以俄羅斯海上發射公司所使用的「天頂3號」SL火箭為例,它為確保安全執行發射任務,用於發射火箭的「奧德賽」平台需要加注1.5萬噸海水,使排水量從3.1萬噸暴增到了4.6萬噸,以符合海上發射時的穩定要求。
另外,囿於目前造船技術的限制,這類海上發射的火箭重量都有限。「天頂3號」SL火箭發射質量只有471噸,這次中國發射的「長征11號」也僅有120噸,相比之下,中國的「長征5號」火箭發射質量能達到將近900噸。這樣就決定了海上發射火箭的載荷是不如地面發射火箭的,它在現階段只能作為一種發射小型太空器的補充手段,無法全面取代地面發射基地。
目前來說,中國繼「長征11號」後,已經研制出可在海上發射的更大型固體運載火箭了。據悉,改進型火箭的一級發動機直徑由2米提升到了2.65米,推力也由120噸提升到了200噸,發動機的殼體也由原先的鋼殼體,發展為高性能纖維纏繞複合材料殼體,這使得發動機綜合性能更為先進、運載能力大幅提升。
至於這次海上發射的軍事意義,筆者認為大致可總結為三點:
首先,參與發射的「長征11號」火箭本身就是「東風31」洲際彈道導彈的「軍轉民」型號,此外這次項目發射的衛星是「吉林一號」系列衛星。「吉林一號」聽似平平無奇的一個名字,但它實際上就是中國的高分辨成像衛星,並且具有自主搜索和識別功能,目前已經在軌13顆了。
2019年4月16日,中國曾利用「吉林一號」對某海域進行船舶自主搜尋試驗。開機僅僅3分鐘,就獲取了一艘大型船舶的信息,而這還只是一艘普通的油輪。如果是外形特征非常明顯的某些大型軍艦(例如國外的航母),那識別起來更加容易,該衛星的軍事功能和重要性不言而喻。
其次,這次海上發射還為中國提供了另一種發射模式的研制經驗——潛射火箭發射衛星,即利用核潛艇來發射火箭和衛星。這項技術也有先例可循,在1998年7月,俄羅斯就利用「新莫斯科夫斯克」號「德爾塔IV」級戰略核潛艇發射了一枚「無風-1」型運載火箭,成功將德國研制的兩枚通信衛星發射升空。這次發射也成為了人類歷史上首次從核潛艇上進行的水下衛星發射。
「無風-1」型運載火箭由「R-29RM」潛射導彈改裝,主要是將原來安裝核彈頭的地方改用來安裝衛星,原來的制導天線也被改成發射衛星所需要的測控裝置,控制導彈飛行的軟件也做了調整。(筆者註:當時負責指揮發射「無風-1」號火箭的俄羅斯潛艇艇長正是現俄羅斯海軍的新任總司令尼古拉·葉夫梅諾夫(Nikolay Yevmenov)海軍上將。)
最後,上文提過這次發射的「長征11號」火箭本身就是款「軍轉民」型號,而「東風31」洲際彈道導彈則與「巨浪2」潛射彈道導彈有著千絲萬縷的技術關係。中國完全可以利用所掌握的海上發射技術,對現有的「巨浪」系列潛射導彈進行部分改動,這樣戰時在我方軍事衛星、陸基發射場和陸基應急火箭被摧毀的情況下,仍可以利用解放軍的戰略核潛艇潛射火箭來補充應急補發衛星,維持通信順暢。
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