航天發射場的「秘密」——從哪裡發射，入哪種軌道，有什麼好處？

自從1957年10月，蘇聯發射第一顆人造地球衛星「斯普特尼克一號」以來，到現在太空中已經有數千顆衛星在不知疲倦的飛行。

它們為我們的生活帶來極大便利：從豐富多彩的電視轉播，方便快捷的手機通訊，車船使用的導航定位，到天氣預報、國土勘察、農作物防災，乃至軍事偵察、飛彈發射，人類社會的方方面面早已與航天密切相關。

密密麻麻的衛星軌道

除了衛星，還有遨遊天際的「天宮」，迎風奔月的「嫦娥」，機靈可愛的「月兔」和更多探訪未知宇宙的深空探測器。它們作為人類追求夢想的先行者，為明天尋找一個美好未來。

每一次進步，第一個碩果都讓我們深深感動。尤其是中國航天人，幾十年來披荊斬棘、克服萬難，用自己的辛勤工作為國人帶來一個又一個激動人心的時刻，讓國人自豪！

一、通向太空的大門。

每一個太空飛行器，都是從地球母親的懷抱中出發的。而萬裡徵程的起點，就是航天發射中心。它也被稱為「通向太空的大門」，是一個國家航天工程的重要組成部分。

讓我們攤開地圖，看看全球十大航天發射中心，分別是：

• 中國：酒泉衛星發射中心、西昌衛星發射中心；
• 美國：甘迺迪航天中心（佛羅裡達州東海岸梅裡特島）、西部航天和飛彈試驗中心（洛杉磯西北海岸）；
• 俄羅斯：拜科努爾航天發射場（哈薩克斯坦境內）、普列謝茨克基地（阿爾漢格爾斯克地區）；
• 法國：庫魯航天發射中心（南美洲北部法屬蓋亞那庫魯地區）；
• 義大利：聖馬科發射場（非洲肯亞東海岸）；
• 日本：種子島航天中心（種子島南端）；
• 印度：斯裡哈裡科塔發射場（印度東海岸斯裡哈裡科塔島）。

此外，還有美國范登堡空軍基地、沃洛普斯飛行基地；俄羅斯正在興建的東方港航天中心等等。

這些著名航天中心，大部分坐落在低緯度地區，只有少數在高緯度地區。其實，當年蘇聯也想在低緯度地區建立發射場，可惜蘇聯國土緯度太高，拜科努爾都已經算緯度最低的地區了。

如此多的航天中心集中在低緯度地區，有什麼好處呢？這個要先從衛星的軌道說起。

二、衛星軌道的「妙用」。

圍繞地球的衛星軌道有：赤道軌道、地球同步軌道、地球靜止軌道、極地軌道、太陽同步軌道等等，其分類與軌道傾角密切相關。

軌道傾角是衛星軌道平面的法線與地球北極之間的夾角。

1、當軌道傾角為0時，衛星軌道平面與地球赤道平面重合，衛星飛行在赤道上空。這裡有一條非常著名的軌道——地球靜止軌道。

它是地球同步軌道中最特殊的一條，距地球表面35786公裡。在軌道上飛行的衛星始終與地面同步，看上去好像靜止一般懸掛在太空中。

通信衛星、電視轉播衛星經常在這條軌道上，源源不斷為相隔萬裡的人們架起橋梁。一部分氣象衛星和導航衛星也在這裡觀測地球，為人們提供天氣預警和導航。

2、軌道傾角從0~90度之間，運行著很多地球同步衛星。

其軌道周期與地球自轉周期相同，很多導航衛星都在這裡，為方便人們出行默默工作。還有一些氣象衛星、通信衛星、對地觀測衛星也在地球同步軌道上飛行。

3、軌道傾角等於90度時，稱為極地軌道。這裡的衛星就不是自西向東橫著繞地球飛了，而是經過南北極上空豎著繞地球飛行。

沿極軌飛行的衛星，可以觀測到地球表面任何地點，非常適合氣象衛星、對地觀測衛星等工作。

4、軌道傾角大於90度時，衛星飛行方向就與地球自轉方向相反，自東向西飛行，稱為逆行軌道。

這裡有同樣重要的太陽同步軌道衛星。它可不是繞太陽飛行，而是衛星軌道平面每天自西向東轉動0.9856度，與地球公轉角速度相同，始終與太陽保持相對固定的取向。

這條軌道上的衛星，可在每天同一時間飛過同一地點，在相似的光照條件下，對同一地區進行連續觀察。從而為氣象衛星、科學衛星、對地觀測衛星等提供了優秀的工作環境。

太陽同步軌道

正因為不同軌道上的衛星差異很大，所以要從不同的「大門」出發，也就決定了發射場位置的不同。

三、低緯度發射場 PK 高緯度發射場。

世界上大多數衛星都運行在低傾角軌道上，靠近赤道平面，所以航天發射中心集中在低緯度地區。這樣有很多好處：

1、地球不斷的自西向東自轉，赤道半徑最長，所以自轉線速度也最大。火箭從這裡升空，地球能給它附加的速度就越大。

地球各緯度的自轉線速度

比如赤道地區的自轉線速度約為463.9米/秒，到北緯60度地區自轉線速度就變成232.5米/秒，二者相差一倍。火箭從赤道出發就能節省更多燃料，提高有效載荷。如同樣的火箭從海南文昌發射，就比從西昌發射效率提高了約10~15%。

2、從低緯度地區發射，低傾角衛星入軌效率更高，甚至能直接入軌，能節省衛星變軌燃料。要知道衛星上攜帶的燃料很少，每一克都極為珍貴，能多節省一點就能工作更長時間，壽命更久。

法屬蓋亞那的庫魯發射場

法屬蓋亞那的庫魯發射場，是一塊得天獨厚的航天寶地。它位於北緯5度左右，距赤道非常近。從這裡發射的火箭，第三級無需二次啟動，衛星遠地點變軌能量也很小，甚至不用調整姿態直接進入預定軌道。

所以前往地球同步軌道和地球靜止軌道的通信衛星、導航衛星，從低緯度發射好處多多。

現在還興起了海上發射平臺，用船將火箭運到赤道附近，發射效率更高，節約能量更多。此外，人們還在研究用大型飛機從空中發射的方式等等。

那是不是所有衛星都適合在低緯度發射呢？

當然不是，低軌道傾角衛星適合在低緯度發射，高軌道傾角衛星就適合在高緯度地區發射了。

例如太陽同步軌道衛星，其軌道傾角大於90度，隨軌道高度不同，在96~100多度範圍之間。以98度左右居多，軌道高度在600~800公裡之間。

此時衛星自東向西在逆行軌道上飛行，地球的自轉線速度就不再是助力，反而成累贅了。火箭向西南方向發射，需要額外的消耗能量克服地球自轉速度。所以蘇聯當年很多太陽同步衛星，都是從高維度的普列謝茨克基地升空的。

四、其他重要條件。

除了地理維度這個重要因素，航天發射場選址還要參考其它重要條件。

1、要靠近鐵路和工業中心，方便火箭、衛星生產和運輸。

如拜科努爾航天中心就靠近俄羅斯薩馬拉州。這裡是俄羅斯的航空航天中心，像和平號空間站、東方號運載火箭、聯盟號運載火箭等都是在這裡生產的。

拜科努爾航天中心的宏大規模

2、 需要地勢平坦開闊，周邊人煙稀少，安全性高、保密性好，方便返回式衛星和太空艙回收，對周邊國家影響也小。

如我國酒泉衛星發射中心，地處甘肅西北沙漠邊緣，周邊人煙稀少，是載人航天工程的專用發射場。「神舟」系列飛船、「天宮」系列空間實驗室都是從酒泉發射的。

俄羅斯拜科努爾航天中心也類似，周邊是半沙漠草原地區，附近有河流湖泊，不缺水源。火箭向東飛行，大部分路線都在本土境內，既方便布置地面測量站，也保證了軍事安全。

拜科努爾是世界第一大發射場，自1961年尤裡·加加林首次飛上太空以來，有130多名太空人從這裡飛向太空。

法國庫魯發射場地位於大西洋沿岸，東面是廣闊海洋，發射角寬廣，火箭殘骸掉落在海上也不用擔心引起國際糾紛。

聖馬科發射場的海上發射平臺

義大利聖馬科發射場也面向海洋，還擁有世界上唯一的海上發射場，維度又低，很有優勢，就是發射場地太小。

3、需要良好的氣象環境，全年天氣穩定、乾燥少雨，沒有太多雷暴和大風天氣，具備良好發射窗口。和風漫談原創，禁止抄襲。

如咱們國家的西昌衛星發射中心，地處四川涼山彝族自治州冕寧縣，一年中日照天數達320多天。每到晚上時皓月當空，非常適合賞月，所以被稱為「月城」，是難得的優良發射場。

4，交通要便利，方便大尺寸火箭和太空飛行器運輸。

2009年開建的海南文昌衛星發射中心就是如此。它維度很低，毗鄰海岸線，發射塔距大海只有800多米。

不但發射角度寬廣，還能用船將大尺寸火箭部件運送到位，再不受鐵路運輸火箭直徑不能超過3.35米的限制。可以發射貨運飛船、大型空間站、大質量衛星等太空飛行器。

長徵五號，直徑5米的大推力火箭

所以「胖五」（長徵五號）這樣的，芯級直徑5米的重型火箭，才選擇在文昌發射升空。文昌衛星發射中心發展空間廣闊，未來將成為我國重要的航天基地。

同樣，美國的甘迺迪航天中心、卡納維拉爾空軍基地也緊靠海岸線。當年「阿波羅登月計劃」中，起飛重量高達3038.5噸，芯級直徑達10.1米的「土星五號」火箭，就是從甘迺迪航天中心升空的。

甘迺迪航天發射中心

五、致敬中國航天人！

綜合以上種種因素，一個優秀的航天發射中心從選址到建設都工程浩大，要考慮衛星軌道、氣象、地形地貌、供水、交通、政治軍事、國際關係等多方面因素，要消耗大量人力、物力和漫長時間。

它不只是建設幾個發射架，而是最終會形成一個集發射、科研、生產、宣傳、教育於一體的龐大航天城。從這裡也可以知曉，中國航天人在數十年發展中付出了何等的努力和艱辛！

正是他們的無私奉獻，讓中國航天事業迅猛發展，躋身於世界強國之列。讓我們用最崇高的敬意，祝他們永創輝煌，為國人帶來更多的榮譽和自豪！

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