目前,運載火箭的發(fā)射大致有三種方式:一是從地面固定發(fā)射場發(fā)射,二是從空中發(fā)射,三是從海上平臺發(fā)射。
早先,運送航天器的運載火箭都是從地面發(fā)射場發(fā)射的。這種發(fā)射場有的規(guī)模很大,設(shè)施齊全,可以發(fā)射多種型號的運載火箭。但地面發(fā)射場受地理位置等種種因素的制約,限制了航天器的發(fā)射范圍,難以滿足各種類型航天器的需求,于是出現(xiàn)了從空中發(fā)射和從海上平臺發(fā)射運載火箭的方案。
1986年,美國軌道科學(xué)公司總工程師伊萊亞斯提出了從空中發(fā)射“飛馬座”運載火箭的設(shè)想。從空中發(fā)射是用飛機(jī)將運載火箭運送到高空后,再將火箭釋放,火箭在空中點火飛向預(yù)定軌道。采用這種發(fā)射方式,飛機(jī)可以在不同地點的機(jī)場起飛,飛到地面上空任何地點發(fā)射,它不受地理位置的限制。這樣,不僅增加了發(fā)射窗口的機(jī)會,而且還會擴(kuò)大軌道傾角的范圍,因而具有很大的靈活性。從空中發(fā)射,地面輔助設(shè)備較少,發(fā)射操作簡單,易于解決發(fā)射時的安全問題。從空中發(fā)射,載機(jī)相當(dāng)于運載火箭的基礎(chǔ)級,所以能提高運載火箭本身的運載能力,同對等的從地面發(fā)射的運載火箭相比,運載能力幾乎可以提高一倍。由此可見,從空中發(fā)射運載火箭具有很多有利因素,也具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?BR>
美國“飛馬座”運載火箭是一種三級固體有翼火箭,全長15.5米,起飛時重約18.9噸,它可以將400千克左右的小型衛(wèi)星送入近地軌道,也可將270千克左右的衛(wèi)星送入720千米的極軌道。1990年4月5日,美國首次進(jìn)行了“飛馬座”火箭發(fā)射試驗。那天是用改裝的B-52轟炸機(jī),將“飛馬座”火箭送至1.3萬米的高空;然后,將其釋放,經(jīng)5秒鐘,火箭下降了近100米;接著,“飛馬座”火箭開始點火,9分多鐘后,它將一顆重191千克的衛(wèi)星送入584千米、傾角為94°的極軌道,首次發(fā)射試驗獲得了成功。
與地面發(fā)射場相比,從海上平臺發(fā)射運載火箭同樣具有多種優(yōu)勢。首先,可以靈活選擇發(fā)射地點,當(dāng)選擇在赤道附近海域發(fā)射時,能充分借助地球的自轉(zhuǎn)速度,提高運載火箭的運載能力;其次,在海上發(fā)射時,周圍沒有居民點,火箭落區(qū)的選擇范圍較大,從而可使多級火箭的設(shè)計更加優(yōu)化,進(jìn)一步提高火箭的運載能力;此外,發(fā)射地區(qū)的安全問題、污染問題也可降到最小程度。1995年,俄羅斯、美國、烏克蘭、挪威等國的幾家公司經(jīng)過充分的調(diào)查研究和可行性論證之后,決定成立一家跨國股份公司,建造一個主要由一座海上石油開采平臺改裝的海上發(fā)射平臺和一艘指揮控制船組成的海上發(fā)射場。1999年10月19日,烏克蘭研制的天頂3號運載火箭在海上平臺首次進(jìn)行了商業(yè)發(fā)射,順利地將美國一顆重達(dá)3.45噸的直播電視衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。
我國的運載火箭發(fā)射場有三個,即酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,太原衛(wèi)星發(fā)射中心,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心。這三個發(fā)射場各有特點,承擔(dān)著不同的發(fā)射任務(wù)。
酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心始建于1958年,是我國最早建設(shè)的發(fā)射場。其發(fā)射區(qū)位于甘肅酒泉市東北。這里茫茫戈壁、人煙稀少、視野開闊、地勢平坦,具有得天獨厚的地理優(yōu)勢,是發(fā)射載人航天器的理想場所。經(jīng)過40多年的建設(shè),酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心已建成多個發(fā)射工位,可以發(fā)射長征一號D、長征二號C等多種類型運載火箭。1999年11月20日,發(fā)射我國第一艘神舟號試驗飛船的長征二號F運載火箭就是從這里起飛的。今后,隨著我國載人航天工程的開展和對外開放,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心將日益繁忙。
太原衛(wèi)星發(fā)射中心始建于1966年。其發(fā)射區(qū)位于山西太原市西北。這里地處太原盆地,屬大陸性氣候,降水少,是火箭發(fā)射的好地方。1988年9月7日,長征四號A火箭首次從這里起飛,把我國研制的風(fēng)云一號太陽同步軌道氣象衛(wèi)星送入軌道。隨后,在這里先后和長征四號A、B和長征二C/SD運載火箭發(fā)射風(fēng)云一號氣象衛(wèi)星、中巴地球資源衛(wèi)星和多顆美國“銥星”。太原衛(wèi)星發(fā)射中心已成為我國發(fā)射極軌道衛(wèi)星的主要基地。
西昌衛(wèi)星發(fā)射中心始建于1970年。其發(fā)射區(qū)位于四川西昌市西北的冕寧縣境內(nèi)。這里群山環(huán)抱、山青水秀、氣候溫暖,是我國最南端的發(fā)射場,對發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星非常有利。1984年4月8日,我國在這里首次用長征三號運載火箭發(fā)射成功東方紅二號廣播通信衛(wèi)星,以后,又先后用長征三號A、B和長征二號E等運載火箭發(fā)射了多顆國內(nèi)外的地球靜止軌道衛(wèi)星,例如,國內(nèi)的風(fēng)云二號地球靜止軌道氣象衛(wèi)星,東方紅三號通信衛(wèi)星,國外的“澳普圖斯”、“馬部海”等大型通信衛(wèi)星。