长征七号运载火箭将于本月25日至29日发射。蝌蚪君已经在周一介绍了为什么长征七号运载火箭备受关注。(单击查看详细信息)
今天就来说说为什么中国要在海南再建一个发射基地,往东边和赤道附近发射火箭有什么好处。
火箭为什么向东发射?
几乎所有的火箭都是从西向东发射的。原因不难理解,因为地球是从西向东转的。
毫无疑问,地球表面的所有物体都是沿着纬度线从西向东旋转的。因为这个原因,在火箭发射到地面之前,它已经和地球自转的速度一样,是向东的。
如果火箭的发射方向是东方,它可以利用这种固有的速度快速加速自己。这就是为什么几乎所有的火箭都向东发射。
2014年9月7日,当SpaceX的猎鹰9号火箭将其卫星发射到地球同步转移轨道时,它使用了慢速摄影拍摄的发射轨迹
但是,我们知道,地球表面各处的线速度是不同的。南北两极的线速度最小,纬度越低,线速度越大。赤道的纬度等于零,所以赤道的线速度最大。
这类似于旋转伞。伞的顶端相当于北极。旋转时线速度最小,伞尖相当于地球赤道。伞旋转时,雨滴会先从伞尖飞出,而不是从伞顶飞出,因为伞尖的线速度最高。
对于地球来说,赤道处的线速度最高,为每秒456米。如果火箭在赤道发射,会节省最多的燃料。那么,能挽救到什么程度呢?你可以把它和一组数据进行比较
库鲁航天发射场是法国目前唯一的航天发射场,也是欧洲空局开展航天活动的主要场所。它位于南美洲东北部,是法国最大的海外省,法属圭亚那
法国库鲁航天发射场的纬度只有5.23度。如果在法国的Kuru航天发射场发射火箭,其地球同步转移轨道的运载能力比哈萨克斯坦的拜科努尔发射基地高20%,因为哈萨克斯坦这个发射基地的纬度是北纬46度。
如果发射基地位于更高的纬度,例如北纬70度,其运载能力将比库鲁航天发射场的运载能力减少一半。
中国海南文昌卫星发射中心位于北纬19度36分。虽然离赤道不是很近,但目前是中国离赤道最近的发射场
减少轨道调整燃料
地球同步轨道卫星的特点是它们位于地球赤道的正上方空。因此,低纬度发射场的另一个优点是,如果发射地球同步轨道卫星,在赤道发射会使卫星一开始就有正确的轨道倾角,直接进入正确的轨道平面。
相反,如果在高纬度地区发射这种地球同步卫星,则要求卫星携带额外的推进剂,以便在空 空之间机动,从而改变轨道平面,使最终轨道平面与赤道平面重合。
地球同步轨道卫星的轨道平面与赤道平面重合
文昌卫星发射中心最大的优势
北大附中教授焦伟新曾经说过:“大推力火箭是建造空间站的首要前提空,也是人类重返月球登陆火星的必要条件。”但是大推力火箭的直径很大,把大火箭运到内陆三个发射场一直是个难题。直径超过3.5米时,火箭很难用火车运输。
长征五号系列运载火箭直径5米,很难到达内陆三个发射场。文昌卫星发射中心位于海南沿海附近,有很好的大型火箭靠泊港口。
长征五号火箭在低地球轨道运载能力约为25吨,在同步转移轨道运载能力约为14吨
可以预见,未来中国人将登陆月球,火星探测器将从文昌卫星发射中心发射。
不要担心火箭残骸
内陆发射场不可避免的一个安全隐患是,发射火箭时,残骸通常落在发射场以东1000公里以内,容易落入有人值守的区域,造成人员伤亡或财产损失。文昌卫星发射中心的另一个优势是,它位于东面广阔的海域。即使残骸坠落,也不用担心安全,撞船的可能性很小。
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至此,估计有朋友会问:既然低纬度发射场有这么多好处,为什么当初中国不在海南岛建发射基地?
这主要和历史原因有关。上个世纪冷战时期,国际形势复杂,而中国当时实力有限,面临美国、台湾省等地区的危险。在海南建一个重要的发射基地显然是不合适的。
因此,发射基地必须建在内陆。现在,国际安全的形式有了很大的改善。最重要的是,中国不再害怕任何威胁。
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