庫魯航天中心迎來火箭“新搭檔”

□ 王若衡

在南美洲北部靠近赤道的地方，每年都進(jìn)行多次軌道發(fā)射——這里就是著名的法屬圭亞那庫魯航天中心。2010年，俄羅斯建造的“聯(lián)盟”火箭，以及歐空局新型“織女星”火箭也將從這里發(fā)射升空。

法屬圭亞那衛(wèi)星地圖

庫魯航天中心簡(jiǎn)介

法屬圭亞那占地9萬平方千米；人口15.8萬。這一地區(qū)居民來自世界各地，甚至有一半以上不超過25歲。這里雖然靠近赤道，但氣候溫和，是發(fā)射衛(wèi)星進(jìn)入靜地軌道的理想場(chǎng)地。1966年歐洲決定在此建造庫魯航天中心。

庫魯航天中心為阿里安公司的商業(yè)發(fā)射提供了絕佳的運(yùn)營(yíng)環(huán)境。從赤道附近發(fā)射可以減少航天器變軌所需的燃料，可以增加衛(wèi)星有效載荷的運(yùn)行壽命，相應(yīng)的，也能提高航天器運(yùn)營(yíng)商的收入。此外，法屬圭亞那人口密度低，沒有火山、地震的侵?jǐn)_，這些特有的優(yōu)勢(shì)都使它成為頻率很高的發(fā)射地。

歐俄聯(lián)手開拓商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)

阿里安公司從1979年開始提供“阿里安”-1火箭發(fā)射服務(wù)。迄今從這里已經(jīng)發(fā)射了180多次，目前，“阿里安”-5火箭是該公司的主力隊(duì)員。阿里安公司火箭家族的另外兩名新成員是俄羅斯的“聯(lián)盟”火箭和歐洲“織女星”火箭。

為了在商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)上占據(jù)更大的份額，歐空局與俄羅斯聯(lián)邦航天局強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，推出聯(lián)盟-庫魯項(xiàng)目。該項(xiàng)目以2003年11月俄法兩國(guó)簽署的政府間協(xié)議為基礎(chǔ)，歐洲公司提供基礎(chǔ)設(shè)施，俄羅斯負(fù)責(zé)技術(shù)系統(tǒng)組裝以及“聯(lián)盟”火箭的生產(chǎn)。2008年9月，俄羅斯航天局與阿里安公司簽署合同，法國(guó)將從俄羅斯購買10枚“聯(lián)盟”火箭，從庫魯發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，合同總價(jià)值約3億～4億美元。

庫魯航天中心

從庫魯發(fā)射的三種火箭

“阿里安”-5火箭長(zhǎng)50.5米，起飛重量780噸，靜地轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為10噸，低地球軌道運(yùn)載能力20噸

重型“阿里安”-5火箭

目前阿里安公司運(yùn)營(yíng)著兩種型號(hào)的“阿里安”-5火箭。“阿里安”-5 ECA火箭用于將任務(wù)送入靜地轉(zhuǎn)移軌道，通常是兩顆通信衛(wèi)星有效載荷。初始飛行階段以低溫芯級(jí)段和兩個(gè)固體火箭助推器提供動(dòng)力，接著使用低溫上面級(jí)將有效載荷送入軌道。

“阿里安”-5 ES用于低地球軌道任務(wù)發(fā)射。曾經(jīng)于2007年7月將歐空局第一艘自動(dòng)轉(zhuǎn)移飛行器（ATV），起飛重量超過19000千克的“儒勒·凡爾納”送往國(guó)際空間站?！鞍⒗锇病?5 ES還能發(fā)射歐洲的“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星。這一型號(hào)與“阿里安”-5 ECA的主要區(qū)別在于使用了貯存式推進(jìn)劑上面級(jí)段，有了它就能多次點(diǎn)火將有效載荷送入指定軌道。

輕型“織女星”火箭

“織女星”火箭是歐洲新研發(fā)的輕型火箭，火箭長(zhǎng)29.9米，直徑3.025米，起飛重量137噸，適合將中小型衛(wèi)星有效載荷送入低地球軌道和太陽同步軌道。高700千米的極軌運(yùn)載能力為1500千克。

隨著全球在研和準(zhǔn)備研發(fā)的小型科學(xué)航天器及其它較輕型有效載荷數(shù)量的日益增加，歐空局開發(fā)了這種四級(jí)段火箭。“織女星”火箭開始提供服務(wù)后，將使圭亞那發(fā)射場(chǎng)的服務(wù)種類得到豐富。

三枚火箭全部上陣后，阿里安公司預(yù)計(jì)每年能發(fā)射10次任務(wù)。

“織女星”火箭發(fā)射

首批兩枚“聯(lián)盟”火箭運(yùn)往圭亞那

中型“聯(lián)盟”火箭

“聯(lián)盟”火箭是罕有的一種火箭型號(hào)。非常適合于中等有效載荷、中地球軌道、低地球軌道和太陽同步軌道衛(wèi)星，也適用于發(fā)射行星際任務(wù)。

“聯(lián)盟”火箭是四級(jí)段火箭，長(zhǎng)46.2米，直徑10.3米，起飛重量308噸，靜地轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力3150千克；高度820千米的太陽同步軌道運(yùn)載能力達(dá)到4900千克?；鸺龑⑸?jí)數(shù)字飛行控制系統(tǒng)，配備性能提高了的第三級(jí)段，還有一個(gè)大型“聯(lián)盟”ST有效載荷整流罩。

這一型號(hào)的“聯(lián)盟”火箭從圭亞那起飛之后將翻開“聯(lián)盟”系列火箭的新一頁。該系列火箭曾經(jīng)在1957年發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星“旅行者”。迄今，該系列火箭已經(jīng)發(fā)射了1700多次載人/無人太空飛行任務(wù)。

“聯(lián)盟”火箭發(fā)射示意圖

庫魯三大發(fā)射設(shè)施

“阿里安”-5發(fā)射場(chǎng)

阿里安公司的ELA-3發(fā)射設(shè)施是世界上最先進(jìn)的設(shè)備廠之一，是特別為新型的“阿里安”-5重型火箭服務(wù)的。設(shè)計(jì)的發(fā)射頻率是每年10次“阿里安”-5任務(wù)，一條龍式的發(fā)射準(zhǔn)備工作只需要20個(gè)工作日。

ELA-3發(fā)射場(chǎng)占地超過21平方千米，分為兩大塊：一片是火箭的裝配與集成準(zhǔn)備區(qū)；另一片是發(fā)射區(qū)。

“阿里安”-5火箭發(fā)射場(chǎng)

“聯(lián)盟”發(fā)射場(chǎng)

“聯(lián)盟”發(fā)射場(chǎng)結(jié)合了拜科努爾發(fā)射場(chǎng)的設(shè)計(jì)元素，以及阿里安任務(wù)的衛(wèi)星集成程序?！奥?lián)盟”發(fā)射場(chǎng)位于“阿里安”-5火箭發(fā)射場(chǎng)西北12千米。

“聯(lián)盟”火箭以水平方式運(yùn)往發(fā)射場(chǎng)，在裝配車間里進(jìn)行水平裝配。之后樹立在發(fā)射臺(tái)上，將有效載荷集成在火箭上?；鸺b配間長(zhǎng)92米，寬41米，高22米。

法屬圭亞那“聯(lián)盟”火箭發(fā)射場(chǎng)

“織女星”發(fā)射場(chǎng)

織女星發(fā)射場(chǎng)就是原來的ELA-1發(fā)射場(chǎng)，最初是執(zhí)行“阿里安”-1和“阿里安”-3發(fā)射任務(wù)的。為了發(fā)射“織女星”，ELA-1發(fā)射臺(tái)、移動(dòng)塔架、基礎(chǔ)設(shè)施都在進(jìn)行升級(jí)改造，以便適應(yīng)這種新的輕型火箭的發(fā)射需求。發(fā)射臺(tái)保留了原來的火焰噴射通道，用來導(dǎo)出“織女星”點(diǎn)火發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的熱氣。固定式臍帶塔為火箭和有效載荷提供動(dòng)力和環(huán)境控制，從準(zhǔn)備發(fā)射一直到倒計(jì)時(shí)點(diǎn)火。在發(fā)射臺(tái)周圍還有四個(gè)高塔，能夠保護(hù)設(shè)備免受閃電襲擊。

“織女星”火箭在發(fā)射場(chǎng)

火箭裝配與有效載荷集成過程中，ELA-1的移動(dòng)塔架將起到保護(hù)作用，對(duì)抗惡劣天氣；還能為發(fā)射工作組提供合適的工作條件。一旦火箭總裝完畢，塔架將從發(fā)射臺(tái)移開。

“織女星”的運(yùn)行控制中心將設(shè)在發(fā)射場(chǎng)控制中心3號(hào)設(shè)備間內(nèi)，這里還指揮著“阿里安”-5任務(wù)。盡管都處于3號(hào)控制中心，但“織女星”將使用獨(dú)立的運(yùn)行控制與監(jiān)視系統(tǒng)。

“織女星”火箭發(fā)射控制中心