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火箭知识概要
（2006年09月26日 13:25:28）
来源：《太空探索》
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□作者: 孙欣荣
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由于火箭发射是一项十分复杂、严密的科学活动，所以对火箭发射场建设的要求也非常苛刻。一个理想的发射场应满足如下几方面条件。
一是优越的地理位置。场区位于低纬度地区，以便充分利用地球自转速度，节约能量，增加载荷重量，发射地球同步轨道卫星时，可以缩短火箭从发射点到入轨点的航程。
二是良好的自然条件。地势平坦、开阔，通视条件较好的地方，不仅便于发射时的跟踪观察，还有利于降低建场的工程造价；地质结构稳定，避开地层断裂带和地震区；气象条件要好，要求风速低、湿度小，气温变化小、晴天多、雷雨少；场区附近有好的水质、供水条件和丰富的水源，以保证工业和生活方面大量用水的需要。
三是良好的安全条件。附近无人口稠密区，航区和落区人烟稀少。这样，一旦发生事故，不至造成重大人员伤亡和财产损失。
四是良好的保障条件，包括良好的供电、通信和交通运输条件。
发射场的系统和设施
根据发射对象种类的不同，每个发射场的组成各不相同。一般说来，发射场应由技术区、发射区、生活区，以及测控系统和后勤保障系统组成。有的发射场还包括航天器的回收区和着陆区。
技术区是航天器进行验收、存放、总装、测试等技术工作的地方。通常设有装配测试厂房、推进剂库房、压缩空气站、充电站等建筑和设施，以及通信、供电、供水、供暖、通风、排水、消防、办公等辅助建筑和设施。一个发射场可设一个或几个技术区。技术区与发射区应相隔一定距离，以确保安全。
目前，运载火箭在发射场的总装、测试和运输大致有两种形式。一是“三平”方式，即水平总装、水平测试、水平运输；二是“三垂”方式，即垂直总装、垂直测试、垂直运输。美国从阿波罗计划开始在肯尼迪航天中心采用“三垂”方式；我国从1999年发射神舟一号飞船时开始在酒泉卫星发射中心采用“三垂”方式。目前，采用“三垂”方式的还有欧洲空间局和日本等国家和地区。
发射区是发射场的核心区域，用于火箭发射前的测试、推进剂加注、瞄准和发射。它通常包括专用设施设备和通用设施设备。专用设施设备包括发射台、脐带塔、勤务塔、发射控制室、推进剂和压缩气体贮存库、转场运输设备、测试设备、操作控制设备、加注设备、温控设备、瞄准设备、配电设备、中和清洗设备和应急救生设备等。通用设施设备包括供水系统、供电系统、供暖系统、消防系统，通风系统、通信系统、污水处理系统、气体分析系统、防雷避雷系统和安全报警系统等。
生活区是发射场工作人员的居住区，是后勤保障系统的一部分。包括各种生活、文化教育、文体娱乐等设施。对于偏远地区的发射场来说，生活区的建设尤其重要。
测控系统用于测量火箭的飞行轨迹，接收和处理发回的遥测信息，并发送各种指令。测控系统包括发射区和航区内一系列地面测控站和海上测量船，主要设备有各种遥测设备、光学测量设备、无线电测量设备、电子计算机、时间统一设备、通信设备和显示设备等。
后勤保障系统通常包括供水、供电、通信、机场、铁路、公路、码头、推进剂生产和贮存，以及物资和生活用品供应等设施。
回收区通常分为陆上回收区和海上回收区两种。陆上回收区一般选择在地势平坦、视野开阔、人烟稀少、交通方便和有现成测控站的地区。海上回收区选择在海况较好，附近岛屿设有测控站的海域。美国的载人飞船回收区都设在海上，苏联/俄罗斯设在陆地，我国的返回式卫星和载人飞船都采用陆上回收。
除陆上回收和海上回收外，美国还曾使用过一种空中回收方式，即利用飞机在空中回收发现者侦察卫星的返回舱。
中国的三大发射场
我国火箭发射场的建设开始于1958年，截止到目前，相继建成了酒泉、西昌和太原3个卫星发射中心，完全具备了发射近地轨道、太阳同步轨道和地球同步转移轨道载荷的能力。
酒泉卫星发射中心始建于1958年，是我国建设最早的发射场。我国的第一颗人造地球卫星——东方红一号、第一颗返回式卫星、第一次一箭三星等都是从这里发射的。
酒泉卫星发射中心位于巴丹吉林沙漠西北戈壁之中，场区地势平坦，人烟稀少，气候干燥少雨。发射中心由技术区、发射区、生活区、指挥控制中心、跟踪测量站、通信网、气象网，以及发电厂、专用铁路、公路、机场等组成。技术区有卫星和运载火箭的装配测试厂房、各种检测试验室、计算机房和各种辅助设施。发射区有发射台、脐带塔、活动式勤务塔、地下发射控制室、推进剂转运、贮存和加注设施、自动化指挥监测设施等。指挥控制中心设有指挥中心、安全控制中心、通信时间统一中心、数据交换和处理中心、卫星通信地球站等。
为完成载人飞船的发射任务，酒泉卫星发射中心于1998年1月建成了载人航天发射场，包括一座长74.1米、宽46.3米、高93.56米，设有2个装配测试工位的垂直总装测试厂房，以及一座97米高的发射台。载人航天发射场首次采用了垂直总装、垂直测试、垂直运输的“三垂”方式，标志我国的航天发射技术迈上了一个新台阶。
中心还新建成了一座91米高，设有13层工作平台，集卫星、火箭吊装、对接、测试、加注、发射为一体的全天候、多功能发射塔。
西昌卫星发射中心是我国的低纬度火箭发射场，位于四川省西南部的凉山彝族自治州境内。当地气候温和，寒冷期短，冬旱夏湿，雷暴频繁。中心由技术区、发射区、指挥控制中心、跟踪测量站以及通信、气象等技术勤务系统组成。技术区有运载火箭测试厂房、卫星装配测试厂房、推进剂加注厂房，远地点发动机装配、测试、探伤厂房等设施。发射区有两个发射台，3号发射台有一个77米高、兼作勤务塔和脐带塔功能的固定式塔架，曾多次用于发射长征三号火箭；2号发射台包括一座固定式脐带塔和一座活动勤务塔，用来发射长征二号戌、长征三号甲和长征三号乙火箭。
西昌卫星发射中心始建于1970年，1982年竣工并交付使用，1984年1月首次发射运载火箭。
太原卫星发射中心始建于1966年，位于山西省西北部，境内多山，气候干燥。1979年建成的7号发射场包括发射系统、控制系统、加注系统、供气系统、瞄准系统等，发射塔架与西昌卫星发射中心3号发射台塔架大致相同，发射台轮廓尺寸约5米，承载能力200吨。
除了中国的三座发射场外，世界著名的发射场有苏联的拜科努尔发射场、普列谢茨克发射场，美国的肯尼迪航天中心、范登堡空军基地，欧洲空间局的圭亚那航天中心，日本的种子岛航天中心等。
火箭怎样发射和飞行
运载火箭发射是指从发射前准备到将有效载荷送入预定轨道的全过程。
火箭发射是一个庞大的系统工程，必须严格遵循预定程序进行。火箭从制造厂运到发射场后，要先在技术区内对火箭进行检查，进行单元测试和全箭水平测试，严格检测和考核各种仪器设备性能的完好情况。火箭无故障或排除故障后运往发射区，进行起竖、吊装、安装有效载荷、加注推进剂、垂直度精确瞄准等一系列作业。之后，进行射前总检查。各分系统工作全部完成后，发射控制中心向各部门和各测控站下达时间统一指令，最后由指挥人员下达点火起飞指令。如果哪个环节出现问题，则立即停止工作，待故障排除后再继续下一程序。如果故障一时无法排除，即使到了点火前最后一秒钟，也要中止或取消发射。
运载火箭发射后，一般包括垂直起飞段、程序转弯段和入轨段。发射近地轨道卫星和载人飞船等，一般直接将其送入预定轨道。发射地球同步轨道卫星的过程比较复杂，一般是第一、二级火箭工作结束后，第三级火箭先完成第一次点火工作，使第三级火箭进入一条椭圆形的停泊轨道，然后依靠惯性滑行；当飞经赤道上空时，第三级火箭第二次点火工作，将有效载荷送到同步转移轨道，此时火箭的发射任务全部完成，卫星最后的入轨工作将由远地点发动机完成。
目前，绝大多数运载火箭是从陆地发射场发射升空的。随着航天技术的不断发展，火箭的发射形式也在不断出新，相继出现了太空发射、空中发射和海上发射等形式。和陆地发射相比，这三种新发射方式具有设施简化、操作简单，不受地理位置限制，可提高火箭的运载能力，以及安全和环保问题小等优点。
太空发射指航天飞机将火箭携带到太空轨道进行发射的方式。美国的航天飞机在飞行的25年里，不仅用机载火箭多次成功发射了各种应用卫星，还发射了麦哲伦号、伽利略号、尤利西斯号等探测器，以及哈勃空间望远镜。
空中发射是用飞机将火箭携带到一定高度的空中发射，其代表是美国的飞马座火箭。
海上发射指利用位于海上的专用平台发射火箭。由俄罗斯、美国、乌克兰和挪威等国的几家公司成立的海上发射集团，成功地将一座海上钻井平台改建成一座海上火箭发射台，已多次成功地发射了天顶号运载火箭。
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