嫦娥5號發射的一個彩蛋,讓臺灣「高潮」了?

2020-12-13 諸葛講武

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。

▲臺灣自研的「飛鼠一號」探空火箭

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。

▲臺媒評論(圖源:環球網)

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。

▲中國不止擁有陸上發射場

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。

▲長徵4B火箭

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。

▲長徵3B運載火箭

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。

▲長徵3B夜間發射

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。

▲長徵五號大推力運載火箭

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。

▲文昌發射場

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。

▲2019年長徵五號

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。

▲越靠近赤道的地方轉速和離心力越強

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。

▲位於卡納維拉爾角空軍基地的

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。

▲實際軌道其實並沒有重合

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

本文系渦輪斬艦刀為諸葛兵獨家撰稿,版權所有!

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