1998年俄羅斯幫德國技術大學從潛艇上發射了兩顆通信衛星。一個老牌航天大國,放著眾多衛星發射場不用,偏偏要從潛艇上發衛星,有什麼目的?
這兩顆通信衛星的軌道高度150km,軌道傾角78度,個頭不大,大概只有8.5kg重。
發射地點是俄羅斯的後花園,巴倫支海。
俄羅斯潛艇在這裡活動很自由,更重要的是,巴倫支海的緯度也是78度,與衛星的軌道傾角相同。
衛星環繞地球運轉,有一個軌道面,這個軌道面與赤道面的夾角,定義為軌道傾角。
衛星的發射傾角有什麼講究?
比如,我國的第一顆衛星東方紅1號,傾角是68.5°,為什麼要選擇這個角度?
一顆衛星在繞地球運轉時,衛星到地心的連線,與地面的交點稱為星下點。
這些星下點連起來,就是衛星實時的軌跡圖。依靠這個軌跡圖,就能看出衛星什麼時間在哪個地方上空。
由於在衛星轉繞的同時,地球也在自轉,所以不同傾角的衛星,星下點軌跡是各不相同的曲線。
如果把東方紅1號衛星的星下點畫在二維地圖上,就會看到一個螺旋狀的軌跡,沿著赤道分側分布,有一個寬度範圍。這個範圍上下界的緯度,剛好是衛星的傾角,即68.5°。
換句話說,只要我們所在的區域處於北緯68.5°到南緯68.5°之間,就可以觀測到東方紅1號衛星。
又因為地球的南、北極圈的緯度為65.5°,東方紅1號衛星傾角68.5°,幾乎能覆蓋所有人類居住地。假如用東方紅1號對地面進行觀察,觀測到的範圍非常大,這就是大傾角衛星的好處之一。
從理論上說,衛星的傾角也受限於發射地的緯度。比如我國的酒泉衛星發射中心,位於北緯40°,緯度比較高,就比較適合發射傾角比較大的衛星,50年前,東方紅1號正是從這裡起飛。
但是,也正因為酒泉的緯度高,如果要發射地球同步衛星等小傾角甚至零傾角的衛星,相比低緯度的發射場,就會消耗更多燃料。
這也是海南文昌發射場出現的原因。海南文昌發射場位於北緯19°,距離赤道較近,發射小傾角的衛星,火箭運載效率更高,優勢更大。
回到開始的問題,為什麼俄羅斯要從潛艇上發射衛星?
原因之一就是可以根據衛星發射的需求,來靈活選擇發射點。
俄羅斯幾個大的火箭發射基地,比如拜科努爾,普列謝茨克、東方港等,基本都位於高緯度地區。緯度最低的拜科努爾,緯度也有46.5°。
從這些發射場發射衛星,可選的傾角範圍有限。
如果從潛艇發射,只要找到一片合適的海域,各種傾角的衛星都可以發射。
從海上發射,火箭飛行也避開了人口稠密地區,讓火箭殘骸墜落在理想範圍,從而滿足更多的商業發射需求。
中國有海上發射過衛星嗎?歡迎留言。