前兩天,胖五把嫦娥五號送上了前往月球的軌道,很快就將帶回數量可觀的月壤樣本,用於促進種花家的科學研究。
當時就有網友發現,央視在直播時給了臺灣一個超長的「特寫鏡頭」,並發微博戲稱這算是個彩蛋,而下面的評論就更精彩了:「爸爸在天上,只要你一抬頭,就看見爸爸了。」
長徵火箭飛躍臺灣上空,有沒有故意針對臺灣的意思呢?
央視的想法咱不知道,但對岸還真就當回事。
1、自以為是
其實咱們火箭飛過臺灣省上空不是啥新鮮事。
遠得不說,就說今年9月15日。
當時我們在黃海海域以德渤3號抬浮力打撈工程船為平臺,使用長徵十一號HY2運載火箭,以「一箭九星」的方式成功發射了「吉林一號」高分03系列的9顆衛星。
只因一條分享消息的微博特別標註「從中國臺灣島上空飛過」,臺媒就認為「明顯對臺有挑釁意味」,綠營「立委」林俊憲甚至污衊大陸將「火箭」與「飛彈」連結,藉以「恐嚇」臺灣民眾。
小兵兵當時推測,臺灣會有這麼大反應,是因為發射當天正值臺灣舉行模擬反制解放軍收復臺灣的「漢光」兵推,那綠營和其喉舌自然要東拉西扯借題發揮。
然而小兵兵卻要說,各位還是把綠媒的水平估計高了,他們不是單純把技術問題強行解釋成政治問題,而是真以為是個火箭就能當飛彈用……
大家可能還記得,小兵兵在往期文章中介紹過臺灣晉升太空科技研發的「飛鼠」系列商業火箭。
按照綠媒的說法,飛鼠五號等效對地射程可達2400公裡,已經邁入中程飛彈行列,極具軍用潛力。
看在灣灣這麼看得起自己的份兒上,咱今天就聊聊中國火箭發射軌道屢次飛過臺灣,到底有沒有針對性。
不過要回答這個問題,胖兵得先賣一個大大的關子,從中國幾個衛星發射中心的選址和功能說起。
2、發射中心知多少?
進入新世紀前,中國有酒泉、太原、西昌三個衛星發射中心,2009年又在海南新建了更為大型的文昌發射場,再加上專門進行海上發射的東方航天港(海上發射平臺的母港),中國航天已擁有四陸一海共五座發射基地。
也是率先掌握海上發射技術的國家之一
之所以把關乎國運的衛星發射中心建在這些地方,是綜合安全性、地理環境、發射條件、便利程度等多個因素,經過反覆計算分析和實地考察後決定的,每座發射場都有自己得天獨厚的特殊優勢。
酒泉發射場位於乾燥少雨的戈壁灘,易於滿足發射所需的氣象條件,2800平方公裡的佔地都是荒涼的無人區,也是太空飛行器理想的著陸回收場,且位於中國內陸腹地,可充分利用陸上航天測控網。
▲長徵2D運載火箭從酒泉發射中心發射升空
因為佔地面積大,酒泉負責部分長徵火箭、中低軌道衛星、返回式衛星、神舟系列載人飛船、天宮一號實驗室、運載火箭殘骸的測試、發射、回收與航天員應急救生等任務。
相比之下,太原發射場的地理特徵就與酒泉大不相同。
由於興建計劃正好趕上中蘇關係破裂,因此中央指示第二座衛星發射場要依照「靠山、隱蔽、分散」三個原則進行選址,最終確定在山西省岢嵐縣境內的深山中。
從太原衛星發射中心發射升空
除了隱蔽和安全性高,該地區的氣候也十分穩定,非常適宜發射太陽同步軌道衛星,能滿足多射向、多軌道、遠射程的衛星發射需要。
太原發射場的主要任務是發射氣象、資源、通信衛星,如風雲和資源系列、遙感十四、天拓一號等,央視《天氣預報》的數據就源自這座發射場所發射的氣象衛星。
位於四川省涼山彝族自治州境內的西昌發射場,由於場址緯度低、海拔高、地空距離短、發射傾角好,是三個基地中最利於衛星入軌的發射點。
在西昌衛星發射中心發射升空
該地氣候變化小、風力柔和,全年平均日照達320天,是全國發射窗口最長的發射場,年發射能力可達15次。
西昌發射場的名頭可能不如酒泉和太原來的響亮,但它卻大大改變了人們的生活。
1986年,「長徵三號」運載火箭在西昌衛星發射中心,將中國首顆實用通信廣播衛星送入預定轉移軌道,中國人從此能夠收看衛星電視、收聽廣播。
從2000年起,西昌發射場又開始發射北鬥導航衛星,使中國成為繼美國、俄羅斯之後世界第三個建設衛星導航系統的國家,讓中國漸漸擺脫了對美國GPS系統的依賴。
而最新投入使用的文昌發射場,是中國載人航天戰略三步走當中的至關重要的一環。
中國航天正在積極籌備建立長期有人照料的空間站,以及探月、探火等深空工程,這一切都需要更大推力和運力的火箭——長徵五號才能完成。
但舊有的三座發射場以及內陸的鐵路運輸,無法支持長五的運輸和發射工作,因此國務院、中央軍委於2007年8月正式批准,在海南省文昌市建設新一代運載火箭發射場。
選在這裡有幾個重要原因,首先是長五的零部件從火箭製造廠下線後,可直接通過海路運抵文昌,不再受鐵路運力和承載寬度的限制。
再有就是海南島是全中國陸地緯度最低、距離赤道最近的地區,火箭可以利用地球自轉產生的離心力降低能耗、提高速度,有助於提高大推力火箭的性能。
遙三運載火箭發射升空
綜上所述,文昌發射場發射大推力運載火箭、大質量極軌衛星、大噸位載人空間站部件、深空探測太空飛行器的獨有條件,將成為中國建設空間站、探索月火兩星的堅實保障。
3、軌道設計
鋪墊了這麼多,小兵兵可以先露一點謎底出來:我們的火箭真的不是故意從臺灣省上空飛行,而是臺灣所處的位置,正好是與我們火箭的部分軌道相重疊。
把上述幾個發射場的信息歸納總結後就能發現,我們發射中心的選址越來越靠南,運載火箭的質量也越來越大。
這當中有一個非常重要的因素在起作用,那就是緯度。
對於運載火箭而言,克服地心引力和空氣阻力將太空飛行器送入指定高度需要極大能量,想要提高運力就必須不斷升級火箭的性能。
但我們還有一條捷徑可以走,那就是讓發射緯度儘可能靠近赤道,因為越靠近赤道的地方地球自轉速度就越大,這是高中物理的內容。
比如赤道處的自轉速度是466米/每秒,30度緯度為403米/每秒了,60度只有233米/每秒,轉速不同,所產生的離心力也不一樣。
越靠近極點則相反
而我們選在低緯度的西昌、文昌建立發射場,就可以利用低緯度的轉速優勢,讓火箭借用離心力的作用提高載重,或在同等載重下降低燃料消耗,這對於長五這樣的大傢伙來說非常重要。
美國發射中心的選址也有此考量,他最主要的兩處航天發射中心分別位於佛羅裡達州的卡納維拉爾角、加利福尼亞州的范登堡空軍基地,此二處分別位於東南和西南地區,這個緯度有利於發射大載重火箭、高傾角軌道和極軌道衛星。
41號航天發射複合體
除了緯度,軌道自身也很重要。
運載火箭不是把太空飛行器扔到太空裡就不管了,而是要根據功能和運行位置,將其精準送入預定軌道。就拿衛星來說,它的運行軌道一般分為四種:
順行軌道(又稱近地軌道,LEO)
逆行軌道(又稱太陽同步軌道,SSO)
赤道軌道(又稱地球靜止軌道,GEO)
極地軌道(又稱高橢圓軌道,HEO)
而本次嫦娥五號是一次探月發射,考慮到地月相對位置、軌道出入口、變軌、能量消耗等因素,最佳軌道只有一條,且非以上任何一種。
至於央視的直播畫面中會出現臺灣,那只是因為在軌道路徑的視角上恰巧可以看到臺灣而已。
所以不同類型的衛星和太空飛行器都有自己需要到達的軌道,還要依據發射場的位置、軌道類型選擇發射朝向和傾角,哪有功夫多繞數千公裡去「光顧」一個島?燃料可是要錢的。
在偉大而高深的航天工程面前,綠營「立委」的言論不僅無知而且幼稚,就像胖兵開頭所說的那樣——自以為是。
飛過臺灣就是針對臺灣,那我們的火箭飛過的地方多了,都要一一針對嗎?
當然了,還有一種東西比長徵火箭實在——DF快遞要不要啊?
參考資料:
中國軍網:一張圖帶你了解我國四大航天發射場——鄒維榮 徐小龍 陶士亞
愛航天網:地月轉移軌道
中國運載火箭技術研究院:救災衛星都工作在什麼軌道上?——中國運載火箭技術研究院新聞中心
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