中国文昌航天发射场(英文:Wenchang Spacecraft Launch Site),是中国航天发射场之一。
发展沿革
历史背景
早在20世纪70年代,中国在最初计划建设航天发射场时,就曾经把海南岛列为最佳场址之一,但考虑到当时复杂的国际环境,最终将发射场选在了西昌。
海南文昌发射场建设项目从20世纪90年代中期开始酝酿,经过了多轮科学评估。据中国科学院院士、著名火箭专家余梦伦介绍,最初论证时,曾有海南三亚方案、文昌方案、广东阳江方案等3个方案,但经过专家的综合评估,文昌最终被选定为中国第四个卫星发射场。
随着
国际形势的缓和,在海南建设中国第四个
卫星发射中心的条件也日渐成熟。1988年底,中国第一座用于
科学研究的
探空火箭发射场在海南岛建成,并成功发射了火箭,这也是中国发射亚轨道火箭的测试基地,它的建成对中国航天技术的进步具有重要意义。在1988年之后的20多年间,此发射场曾多次成功发射
织女系列火箭。
建设进程
为适应中国航天事业长远发展,经国务院、中央军委批准,2009年9月14日,文昌卫星发射中心宣布正式开工建设。
2014年11月基本建成,总投资约60亿元人民币。
2016年6月25日晚,长征七号运载火箭执行首飞任务,首次启用海南文昌航天发射场。
2017年4月20日,中国首艘货运飞船
天舟一号由长征七号遥二运载火箭发射升空,宣告中国航天迈进“空间站时代”。
2020年5月5日,长征五号B运载火箭首飞成功,拉开了中国载人航天工程“第三步”任务序幕。
2020年7月23日,天问一号火星探测器发射升空,迈出了中国自主开展行星探测的第一步……
该中心将可以用来发射
长征五号系列火箭、
长征七号运载火箭、
长征八号运载火箭以及正在预研制中的其他系列运载火箭,主要承担
地球同步轨道卫星、
大质量极轨卫星、大吨位空间站和
深空探测卫星等航天器的发射任务。
文昌航天发射场建成使用后,
酒泉卫星发射中心将继续承担
返回式卫星、
载人航天工程等发射任务;
太原卫星发射中心仍主要承担
太阳同步轨道卫星发射任务;
西昌卫星发射中心的西昌发射场将主要承担应急发射任务,并与文昌航天发射场之间形成一定互补关系。
2023年8月31日消息,文昌航天发射场正在规划建设新一代载人登月火箭发射工位,载人登月将从这里启航。文昌发射场主要执行载人航天工程空间站货运飞船发射任务,后续还将承担载人登月飞船、着陆器等发射任务。登月任务发射工位等设施正在进行建设施工。
场站特点
位置规模
文昌航天
发射场(Wenchang Spacecraft Launch Site,简称WSLS)位于海南省
文昌市龙楼镇,发射场区
地理位置居北纬十九度左右。文昌航天发射场整个基地占地16437亩,海岸线4.1千米,面积巨大世界少有,发射基地可支持多种规格火箭发射任务。发射场紧靠海岸,可以发射各种轨道要求的航天器,还可以得到地球自转赋予的向东的初速度,使火箭节省更多燃料。
建筑布局
文昌航天发射场的长征五号运载火箭(CZ-5)垂直总装测试厂房和长征七号运载火箭(CZ-7)垂直总装测试厂房,在发射场里的代号叫501号和502号。该501号厂房主体建筑面朝大海,高101米,是中国单层最高的厂房,一扇高达81米的巨型钢铁之门,为亚洲之最。
为了配合两套不同直径的火箭发射,文昌发射场同时建造了两个发射塔架,但两个发射塔共用一段转运火箭的导轨。跟酒泉卫星发射中心测装厂房到发射塔架1.5千米的距离相比,文昌发射场扩大到了2.8千米。
长征五号(CZ-5)发射塔高91米,4个高120米的避雷塔像“保姆”一样护卫着。发射塔下是深达24米的导流槽,用来导流火箭发射时产生的巨大热量。文昌发射场将与酒泉卫星发射中心一样,使用的是“三垂一远”发射模式,即运载火箭上面的航天器,进行垂直总装、垂直测试,然后垂直转运到发射塔架下,“一远”是远程操控。
文昌航天发射场主要由发射场区、配套测控站等区域组成,发射场区包括发射区、技术区、试验协作区、技术勤务
保障系统等。项目用地总面积约18531亩。建设有两个工位,大火箭用101工位,中型火箭用201工位。
发射流程
在
文昌航天发射场组织
发射时,
火箭装载运输船从
天津港出发,经
渤海、黄海、东海、
台湾海峡、南海、
琼州海峡等海域,经过五至七天时间、航行约一千八百海里,到达
海南省清澜港西码头,再通过公路运往火箭水平转载准备厂房。
航天器空运至
海口美兰机场,经公路运往航天器总装测试厂房。火箭在
综合测试大厅进行测试后,进入
垂直总装测试厂房进行
起竖、对接、综合测试。航天器完成总装测试后,以垂直状态运到加注与
整流罩装配厂房,进行推进剂加注和整流罩装配,然后以航天器/整流罩组合体形式
垂直转运至火箭垂直总装测试厂房与火箭对接安装。火箭、航天器联合
总检查以及相关转场准备工作后,
垂直整体运输至
发射工位,实施燃料加注,火箭点火发射。
场站优势
在选择发射场时,卫星发射方都会尽量选择低纬度地区,最好选择在
赤道附近,因为这样可使火箭发射后得到
地球自转赋予的、向东的
初速度,提高运载能力,海南发射场建成后在国际卫星发射市场上的竞争力很强。将1千克物品送入太空中,就要消耗成百上千千克的燃料。因此,卫星专家总是在绞尽脑汁,保证卫星功能齐备的同时,尽量减轻卫星的重量。但运载火箭的体积不能无限膨胀,卫星的重量也不能无限减轻。在现有的
技术条件下,能将中国的“
长征二号F”火箭的推力从10吨提升一个档次,让中国发射卫星时节约燃料的有效办法,海南卫星发射场可以将中国的航天发射场从北方
高纬度的内陆地区“搬”到南方低纬度的沿海地区,海南卫星发射场的建成还可以迅速填补低纬度发射的市场空白。
在中国将来的
登月计划中,
长征系列运载火箭可将
载人飞船送上
月球,建立
月球基地,或将载人飞船送上太空,建立中国的
永久性航天站。
1、航区及落区安全
新一代运载火箭一级落点的射程在发射点以东1000千米左右,经过考察,海南文昌发射场在这个范围内为无人居住的海域。另外,虽然航区通过部分国家的领土,但火箭飞越这些国家领土时已经飞出大气层,这不会带来争议。因此,新一代运载火箭在海南文昌发射场执行任务时,航区和落区有较好的安全性。火箭发射后,助推器和箭体将剥离,形成火箭残骸。海南文昌航天发射场射向覆盖90度到175度,火箭发射后,1000千米内是茫茫大海,坠落的火箭残骸不易造成伤害。
2、运载效率高
火箭发射场距离赤道越近、纬度越低,发射卫星时就可以最大限度地利用惯性产生的离心力,使得所需要的能耗较低,也就是说,使用同样燃料可以达到的速度更快。海南岛是中国陆地纬度最低、距离赤道最近的地区。在这里发射地球同步卫星,和西昌相比,卫星定点质量可以增加5.1~7.4%,同等质量的推进剂可使卫星在轨寿命增加2.7~3.9年;和酒泉相比,卫星定点质量可以增加16.3~18.5%,同等质量的推进剂可使卫星在轨寿命增加8.7~9.8年,这给卫星用户带来巨大的经济效益,可以显著提高中国火箭发射商业卫星的竞争力。
科学研究表明,距赤道越近、纬度越低,
地球自转速度越大,利用
惯性离心力,在燃料不变的情况下,火箭可以节省推力携带更大的载荷。同时,在
低纬度发射场发射
地球同步轨道卫星时,由于夹角偏小,卫星机动到地球同步轨道所需燃料减少,也可延长
卫星寿命。海南省是中国纬度最低,距赤道最近的省份,纬度为19度。西昌、太原、酒泉3个卫星发射中心的纬度分别为28度、38度、41度。世界上最著名的低纬度发射场是位于
南美洲北部
法属圭亚那的法国
库鲁发射场,北纬5度,是法国的发射场,也是
欧空局主要的
航天活动中心。最靠近赤道的发射场则是
意大利圣马科航天发射场,位于
南纬2.9度。
3、射向范围大
由于在沿海地区发射卫星时不存在落区和航区的安全问题,射向范围可以放宽到80度到190度左右,可以发射各类卫星和航天器。
海南文昌发射场未来将主要用于发射新一代大型无毒、无污染运载火箭,承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器等航天发射任务。发射场投入使用后,将与酒泉、太原、西昌卫星发射中心形成沿海内陆、高低纬度、各种射向相结合的科学布局,推动航天事业可持续发展。
4、火箭大件可海运
在沿海地区建立发射场,使新一代运载火箭及大结构尺寸航天器通过海路运输成为可能。文昌航天发射场靠海解决了火箭运输的问题。通过大推力火箭运载空间站是中国从“航天大国”向“航天强国”迈进的关键一步,大推力火箭直径都很大。此前,由于受铁轨宽度影响,火箭最大组件的最大直径不能超过3.5米。如今,火箭从水路运输,不再受铁轨大小的影响。文昌地理位置靠海,建成的清澜港码头可停泊大推力火箭运载船只,具备海运条件。
发射动态
发射任务
2022年10月11日,执行
天舟五号飞行任务的
长征七号遥六
运载火箭安全运抵文昌航天发射场。 10月23日(报道时间),在海南文昌航天发射场,执行
梦天实验舱和天舟五号发射任务的2箭2舱(船)同时在场区进行测试。
2022年10月25日,梦天实验舱与
长征五号B遥四运载火箭组合体已转运至
发射区。后续将按计划开展发射前各项
功能检查和
联合测试等工作,计划于近日择机实施发射。
据
中国载人航天工程办公室消息,长征五号B遥四运载火箭已完成
推进剂加注,瞄准
北京时间2022年10月31日15时37分,在中国文昌航天发射场发射
空间站梦天实验舱。
北京时间2022年10月31日15时37分,搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,在中国文昌航天发射场准时点火发射,约8分钟后,梦天实验舱与火箭成功分离并准确进入预定轨道,发射任务取得成功。
2022年11月12日10时03分,搭载
天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭,在中国文昌航天发射场准时点火发射,约10分钟后,天舟五号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道,飞船
太阳能帆板展开工作,发射取得成功。后续,天舟五号货运飞船将与在轨运行的空间站组合体进行自主快速
交会对接。
2023年5月7日,在文昌航天发射场,天舟六号货运飞船和长征七号遥七运载火箭组合体开始进行垂直转运。
2023年5月10日,长征七号遥七运载火箭已完成推进剂加注,瞄准北京时间2023年5月10日21时22分,在中国文昌航天发射场发射天舟六号货运飞船。
2023年11月3日,中国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将通信技术试验卫星十号发射升空,卫星进入预定轨道,发射任务获得成功。该卫星主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。
2023年12月15日21时41分,中国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭,成功将遥感四十一号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得成功。
2024年1月15日,天舟七号货运飞船与长征七号遥八运载火箭组合体垂直转运至文昌航天发射场发射区,发射场设施设备状态良好,后续将按计划开展发射前的各项功能检查、联合测试等工作,计划择机实施发射。
2024年1月17日,搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射升空。天舟七号货运飞船发射任务取得成功。
2024年2月2日,国家航天局发布最新消息,探月工程四期中继星——
鹊桥二号已运抵海南文昌,将于2024年上半年择机发射。
2024年2月22日,据国家航天局发布消息,长征八号遥三运载火箭已运抵文昌航天发射场,将择机执行鹊桥二号中继星发射任务。
北京时间2024年2月23日19时30分,中国在文昌航天发射场使用长征五号遥七运载火箭,成功将通信技术试验卫星十一号发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得成功。
2024年3月15日,国家航天局发布消息,执行探月工程四期嫦娥六号任务的长征五号遥八运载火箭安全运抵中国文昌航天发射场。后续,该火箭将与先期运抵的嫦娥六号探测器一起开展发射场区总装和测试工作。
2024年3月17日,探月工程四期鹊桥二号中继星和长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场完成技术区相关工作,星箭组合体垂直转运至发射区,计划于近日择机实施发射。
2024年5月3日17时27分,嫦娥六号探测器由
长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射,之后准确进入地月转移轨道,发射任务取得成功。
2024年6月29日19时57分,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将中星3A卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
2024年8月22日,中国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将中星4A卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。该卫星可为用户提供话音、数据、广播电视传输业务。
北京时间2024年11月15日,长征七号遥九运载火箭已完成推进剂加注,将在在23时13分发射天舟八号货运飞船。
2024年12月16日,文昌航天发射场使用长征五号乙运载火箭/远征二号上面级,成功将卫星互联网低轨01组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
发射记录
技术创新
先进理念
海南文昌发射场建设并非酒泉、太原、西昌等现有三大航天发射场的重复与翻版,该发射场引用当今世界航天领域最先进的设计理念和最新技术,包括信息化、智能化、环保诉求等创新元素都贯穿融入发射场设计、建设的全过程,是一个综合发射能力强,安全性、可靠性和信息化程度高,生态环保、世界一流的现代化新型航天发射场。海南文昌发射场将主要承担新一代大型运载火箭发射地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器等航天发射任务;酒泉卫星发射场将继续承担返回式卫星、载人航天工程等发射任务;太原卫星发射场仍主要承担太阳同步轨道卫星发射任务;西昌卫星发射场将主要承担应急发射任务,并与海南文昌发射场之间形成一定互补关系。
技术突破
文昌航天发射场建设实现了复杂自然条件下重大工程建设、生态型环保型集约型发射场建设、大推力火箭发射能力、信息化指挥控制能力等四大突破。
比如,所发射的两型火箭全面采用液氢、液氧、航空煤油等无毒无污染型推进剂;垂直转运轨道采用集约化设计,长征五号火箭采用直线转运轨道,长征七号火箭采用直线加弯道的转运轨道,与长征五号火箭共用一段轨道,最大程度减少工程造价和占用土地。
在信息化指挥控制能力方面,首创中国国产化软件开发平台,研发测控指挥监控系统等配套软件,确保了航天发射核心技术的自主可控、绝对安全。
由于海南文昌航天发射场地理位置特殊,从南海形成热带气旋到海南登陆,时间不超过72小时,这就要求火箭在发射区的占位时间不能超过3天。为此,文昌航天发射场采用了垂直总装、垂直测试、垂直转运和远距离测试的新“三垂一远”发射测试模式,在发射区不需要进行重新测试,火箭在转运3天内即可实施发射,极大提高了发射效率。
发射塔避雷网的雷击防护效率达98.6%,文昌发射场地处沿海地带,暴雨频繁,平均每年雷电天数高达113天,发射塔架受到直击雷危害的几率很大,受到雷击电磁脉冲干扰的几率更大。为解决雷电防护问题,他们建立了雷电防护系统的数学模型,计算了防雷系统的雷电拦截效率,从而实现了对防雷系统的统计预测。通过比较分析,确定了由四座避雷塔和横拉避雷线组成的立体网式防雷电系统方案。计算机仿真和雷击试验的结果表明,该措施雷击防护效率可达到98.6%,高于中国国内现有发射场防雷电系统90%的防护效率。
攻克难题
中国文昌航天发射场蕴含多项技术创新。面对高温高湿高盐雾、强降雨强台风强雷暴等沿海气候条件,采用综合控制与防护技术,攻克了地基止水、建筑抗风、防腐防雷等一系列工程施工技术难题,实现了复杂自然条件下重大工程建设的突破。
所获荣誉
2017年12月13日,2016-2017年度中国国家优质工程奖在京颁奖,中国文昌航天发射场工程等26项工程获得国家优质工程金质奖。
总体评价
中国文昌航天发射场与甘肃酒泉、山西太原、四川西昌三大卫星发射场相比,具有不可超越的优势:一是距离赤道近,能得到地球自转赋予的向东的初速度,使火箭节省更多燃料,寿命可延长;二是使中国今后更大直径重型火箭运输成为可能;三是将大大提高火箭残骸坠落的安全性。
中国文昌航天发射场具有更加靠近赤道、三面临海、射向范围宽等突出优势。它的建成和投入使用,形成了中国沿海内陆相结合、高低纬度相结合、各种射向范围相结合的发射场格局,使中国航天发射场整体布局更为合理、体系更为完善;将中国
近地轨道(
LEO)运载能力提升到25吨、
地球同步转移轨道(GTO)运载能力提升到14吨,进一步缩小了中国与国际先进水平的差距,推动了中国由航天大国向航天强国的跨越发展;基本满足中国国内及海外的卫星发射各种轨道要求,可发射的航天器种类多,进一步提高了商业发射竞争能力,促进了国际合作和扩大对外航天发射服务。同时,随着中国文昌航天发射场建成投入使用,对于推动航天科普资源发挥最大社会效益,服务“一带一路”战略,促进海南经济社会建设,具有积极意义。
中国航天发射场中酒泉主要发射载人航天器和大倾角中低轨道航天器,太原主要发射太阳同步轨道和极地轨道航天器,西昌主要发射地球同步轨道航天器。文昌航天发射场可以发射地球同步轨道、大质量大倾角中低轨道、太阳同步轨道、极地轨道航天器,比如空间站、货运飞船等。这使得中国航天发射场形成沿海和内陆相结合、高低纬度相结合、各种射向范围相结合的格局,战略布局更为合理,体系更加完善,极大提高中国航天发射场综合发射能力,也更加便于开展国际航天发射合作。
文昌航天发射场的建成和投入使用,形成了中国沿海内陆相结合、高低纬度相结合、各种射向范围相结合的发射场格局,使中国航天发射场整体布局更为合理、体系更为完善。
文昌航天发射场将按照国家航天发展规划,以载人航天、深空探测和新型试验性、探索性发射为主,围绕新一代载人运载火箭发射、重型工位前期论证等重大工程开展配套设备设施建设,为中国航天未来的深空探测、行星探测、空间站建设、互联网建设等提供强有力支撑,也为助推中国建设航天强国、网络强国、科技强国奠基蓄势,为中国人探索太空的步伐走得更远更稳更实作出更大贡献。
作为中国第四个卫星发射中心,也是中国国内最大、发射条件最好的卫星发射基地,文昌航天发射基地未来可用于发射正在研制中的重型“长征五号”以及正在预研制中的其他系列运载火箭,主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。文昌卫星发射场将是最开放的航天发射和科普基地。(中国政府网、中国航天科技集团有限公司 评)