世界唯一的海上航天發(fā)射場(chǎng)

　　圣馬科發(fā)射場(chǎng)位于非洲東部肯尼亞?wèn)|海岸的恩格瓦納海灣。距海岸4.8千米，有一個(gè)巨大的海上平臺(tái)，這就是意大利政府委托羅馬大學(xué)航空與航天研究中心籌建并管理使用的圣馬科航天發(fā)射場(chǎng)。圣馬科發(fā)射場(chǎng)處于南緯2.9度，東經(jīng)40.3度的位置，是距赤道最近的一個(gè)航天發(fā)射場(chǎng)，同時(shí)也是世界上惟一的一個(gè)海上發(fā)射場(chǎng)。

　　“神圣的象征”

　　海上發(fā)射場(chǎng)與陸上發(fā)射場(chǎng)不同，海上發(fā)射場(chǎng)的發(fā)射臺(tái)的臺(tái)柱完全固定在汪洋大海的大陸架上臺(tái)面露出水面，類似海上石油鉆井平臺(tái)。衛(wèi)星和火箭由大型艦船運(yùn)來(lái)，再安裝在發(fā)射架上實(shí)施發(fā)射。

　　意大利國(guó)家空間項(xiàng)目構(gòu)想開始于20世紀(jì)60年代。1962年研究小組決定在非領(lǐng)海建造發(fā)射平臺(tái)，意大利的國(guó)有石油企業(yè)得以擔(dān)此重任，并命名為 “神圣的象征”(Saint Mark)，這樣意大利首個(gè)空間項(xiàng)目圣馬科(San Marco)也由此得名，該項(xiàng)目最初在1962年NASA與羅馬大學(xué)簽訂關(guān)于圣馬科項(xiàng)目的合作協(xié)議。與NASA合作，其中包括還未與海上基地直接聯(lián)系的最初階段。研究小組對(duì)圣馬科這一命名非常滿意，因?yàn)镾aint Mark 是威尼斯的守護(hù)神，同時(shí)也寓意著航海人的守護(hù)神。

　　60年代中期，意大利在印度洋中建立了第一個(gè)民用的移動(dòng)式赤道發(fā)射場(chǎng)——圣馬科發(fā)射平臺(tái) (San Marco platform)。它包括兩個(gè)不同類型的平臺(tái)。一個(gè)起發(fā)射臺(tái)作用，另一個(gè)是控制發(fā)射的指揮所。圣馬科發(fā)射場(chǎng)于1966年投入使用，最初用于美國(guó)研制的 “偵察兵”運(yùn)載火箭(SCS:Space Communication Satellite)的發(fā)射。美國(guó)使用“偵察兵”運(yùn)載火箭主要發(fā)射“探險(xiǎn)者”號(hào)軌道探測(cè)器、空間電火箭試驗(yàn)衛(wèi)星(SERT:Space Electric Rocket Test) 以及軍用秘密衛(wèi)星，同時(shí)也為歐洲國(guó)家發(fā)射一些科學(xué)探測(cè)和試驗(yàn)方面的衛(wèi)星，例如，把意大利研制的“圣馬科”2號(hào)小型科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星、“圣馬科”6號(hào)衛(wèi)星以及英國(guó)的“羚羊號(hào)”(Ariel)系列衛(wèi)星、法國(guó)的“法蘭西”1號(hào)衛(wèi)星和送入了赤道軌道等。

　　由于是世界上迄今為止惟一一個(gè)可以使用的海上發(fā)射場(chǎng)，又曾經(jīng)為美國(guó)發(fā)射過(guò)軍用秘密衛(wèi)星，圣馬科發(fā)射場(chǎng)也成為一些科幻小說(shuō)家創(chuàng)作的素材——有人把它描畫為美國(guó)實(shí)施空間作戰(zhàn)的基地，有人則把它描寫成未來(lái)作戰(zhàn)打擊的目標(biāo)，還有人把它描繪為風(fēng)光秀麗的海邊小鎮(zhèn)。

　　優(yōu)越的位置

　　圣馬科發(fā)射場(chǎng)主要由發(fā)射平臺(tái)、控制平臺(tái)和陸上集結(jié)營(yíng)地組成。發(fā)射平臺(tái)是一個(gè)矩形的鋼鐵海上平臺(tái)，長(zhǎng)91米，寬28米，深4米，重2 500噸，甲板容量 5 000噸。為了進(jìn)一步穩(wěn)定平臺(tái)，使其能承受發(fā)射時(shí)的巨大反沖力，平臺(tái)備有20個(gè)鋼制沉箱柱，由一個(gè)氣壓系統(tǒng)使這些沉箱柱扎入海底。發(fā)射臺(tái)平時(shí)的供電系統(tǒng)由8臺(tái)100千瓦的柴油發(fā)電機(jī)供電，在發(fā)射進(jìn)入倒計(jì)時(shí)后則由控制系統(tǒng)切換到海底電纜輸送電力模式，以確保電力供應(yīng)的安全可靠。在這個(gè)3 000平方米的海上平臺(tái)上，配備有“偵察兵”火箭發(fā)射架、探空火箭發(fā)射架、總裝測(cè)試房、各級(jí)運(yùn)載火箭庫(kù)房等設(shè)施和設(shè)備。控制平臺(tái)也建在海上，由石油鉆井平臺(tái)改建而成，距發(fā)射平臺(tái)920米，平臺(tái)呈正三角形，每邊長(zhǎng)40米，由三個(gè)支撐架插入海底。控制平臺(tái)上建有發(fā)射控制中心、航天器控制中心、遙測(cè)站、雷達(dá)和自毀指令發(fā)射系統(tǒng)等設(shè)備，是整個(gè)發(fā)射場(chǎng)的神經(jīng)中樞。陸上集結(jié)營(yíng)地是執(zhí)行任務(wù)時(shí)的后勤保障基地，設(shè)在與發(fā)射場(chǎng)最近的陸地上，發(fā)射場(chǎng)需要的物品可通過(guò)附近的港口運(yùn)送到這里。從這里進(jìn)行赤道軌道航天器的發(fā)射，無(wú)需進(jìn)行較大的軌道修正，它是赤道軌道航天器的理想發(fā)射場(chǎng)。

　　目前世界上僅有兩座航天發(fā)射場(chǎng)建在赤道附近，而且都是在境外選址，這就是法國(guó)屬地庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)和意大利屬地圣馬科發(fā)射場(chǎng)。

　　航天發(fā)射場(chǎng)的選址及硬件要求

　　航天發(fā)射場(chǎng)是發(fā)射航天器的特定地域，為航天工程重要組成部分。依據(jù)航天運(yùn)輸系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)、規(guī)模及以器材、工作人員、航天員安全為核心的控制要求，所選發(fā)射場(chǎng)通常應(yīng)在工業(yè)中心和鐵路干線附近，周圍2～4平方千米范圍內(nèi)無(wú)工業(yè)建筑，地勢(shì)平坦；于基本射向兩側(cè)±15度，距發(fā)射工位60～80千米范圍內(nèi)，視野開闊，交通便利，且少雷暴大風(fēng)，以便運(yùn)載火箭各級(jí)分離后墜落不致危及生命財(cái)產(chǎn)的安全。一年四季滿足發(fā)射對(duì)氣象條件要求的時(shí)、日多。

　　此外還要考慮能源供應(yīng)和地理位置的因素。地理位置對(duì)于把人造衛(wèi)星發(fā)射到靜止軌道尤為重要，因?yàn)楹教彀l(fā)射場(chǎng)離赤道越近，運(yùn)載火箭把有效載荷送上這條靜止軌道就越容易、越經(jīng)濟(jì)。例如法國(guó)的“鉆石”號(hào)火箭在位于北緯31度左右的哈馬圭爾發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，能把 30千克的有效載荷送入500至1000千米的地球軌道，而從建在南美圭亞那的庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，因?yàn)樗靥幈本?度左右，就能把113千克的有效載荷送上同樣高度的軌道，把運(yùn)載能力提高了兩倍半。在赤道附近建造航天發(fā)射場(chǎng)的優(yōu)越之處，還在于運(yùn)載火箭易于把有效載荷發(fā)射到其他星球，因?yàn)樗鼈兊能壍榔矫鎺缀跬耆c地球赤道的平面重合。

　　目前各國(guó)的航天發(fā)射場(chǎng)基本組成包括：發(fā)射區(qū)、技術(shù)區(qū)(含發(fā)射控制區(qū))、指揮控制中心、航天測(cè)控站、應(yīng)急救生站、勤務(wù)保障和管理部門，以及載人航天器返回著陸場(chǎng)區(qū)。

　　發(fā)射區(qū)是用于航天運(yùn)輸系統(tǒng)射前準(zhǔn)備和發(fā)射的專用區(qū)域。一般發(fā)射區(qū)至少設(shè)置兩個(gè)發(fā)射場(chǎng)地(工位)。主要設(shè)施有發(fā)射裝置(分固定式或活動(dòng)式)、航天器和運(yùn)載火箭地下前置設(shè)備間、加注、供氣、供配電、消防、攝影、監(jiān)控、廢液處理設(shè)施和避雷裝置等。載人航天器發(fā)射中，發(fā)射裝置增加了航天員進(jìn)出艙通道和應(yīng)急撤離設(shè)施(高速電梯、逃逸滑道或索道)，簡(jiǎn)化了組裝對(duì)接和分系統(tǒng)檢測(cè)工作條件等功能；運(yùn)載火箭推進(jìn)劑加注控制與監(jiān)測(cè)等危險(xiǎn)操作不再是設(shè)置于距發(fā)射臺(tái)數(shù)百米的推進(jìn)劑房?jī)?nèi)，而是設(shè)置于距發(fā)射場(chǎng)地?cái)?shù)公里之外的發(fā)射控制室。

　　技術(shù)區(qū)是航天器、運(yùn)載火箭和逃逸救生系統(tǒng)的各艙段、箱段、助推器與火工品，以及各組件運(yùn)抵發(fā)射場(chǎng)后，進(jìn)行組裝、檢測(cè)等綜合技術(shù)準(zhǔn)備的地域。主要設(shè)施有：航天器運(yùn)輸系統(tǒng)(垂直或水平)總裝測(cè)試廠房、航天器組裝測(cè)試廠房、特種測(cè)量設(shè)備檢測(cè)試驗(yàn)區(qū)、發(fā)射控制室、航天員與有效載荷技術(shù)準(zhǔn)備間、設(shè)于危險(xiǎn)品儲(chǔ)存檢測(cè)與裝配區(qū)的逃逸救生器裝配檢測(cè)廠房和航天器推進(jìn)劑加注檢測(cè)廠房；

　　航天飛機(jī)發(fā)射場(chǎng)專建有軌道器著陸機(jī)場(chǎng)及處理設(shè)施。(1)總裝測(cè)試廠房用于運(yùn)載火箭(含助推器) 組裝檢測(cè)、載人航天器與運(yùn)載火箭對(duì)接檢測(cè)、逃逸救生器與載人航天器運(yùn)載火箭組合體之間對(duì)接與檢測(cè)。廠房?jī)?nèi)設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)總裝測(cè)試工位，儲(chǔ)存多枚運(yùn)載火箭的轉(zhuǎn)載間，大量測(cè)試工作間、實(shí)驗(yàn)室和會(huì)議室，還設(shè)有起吊、監(jiān)控、通信、供配氣、消防、有毒有害氣體測(cè)控、空調(diào)通風(fēng)等設(shè)備。由于轉(zhuǎn)載運(yùn)輸狀態(tài)的不同，所對(duì)應(yīng)的總裝測(cè)試廠房的規(guī)模和設(shè)施布局有較大的差異。

　　(2)載人航天器裝配測(cè)試廠房功能跟總裝測(cè)試廠房中運(yùn)載火箭組裝檢測(cè)部分類似。此外，增設(shè)了載人航天器氣密性檢測(cè)專用設(shè)施，航天員醫(yī)學(xué)監(jiān)督與醫(yī)學(xué)保障設(shè)備間、航天員食品儲(chǔ)存檢驗(yàn)間和有效載荷設(shè)備間。

　　(3)特種測(cè)量設(shè)備檢測(cè)試驗(yàn)區(qū)用于載人航天器交會(huì)對(duì)接雷達(dá)功能檢測(cè)與標(biāo)定、返回艙(軌道器、著陸器)近地測(cè)高系統(tǒng)檢測(cè)與標(biāo)定。航天員訓(xùn)練、生活區(qū)是用于航天員培訓(xùn)和生活管理。建于環(huán)境優(yōu)雅、僻靜的地方。區(qū)內(nèi)設(shè)置的醫(yī)學(xué)監(jiān)督與醫(yī)學(xué)保障設(shè)備種類齊全，生活?yuàn)蕵?lè)設(shè)施配套，便于采用封閉式管理。測(cè)量控制、通信、指揮、監(jiān)測(cè)、控制和時(shí)間統(tǒng)一勤務(wù)及服務(wù)管理等樞紐部門一般設(shè)置于發(fā)射場(chǎng)區(qū)的中心地帶。

　　輝煌的前景

　　雖然圣馬科發(fā)射場(chǎng)有它獨(dú)特的地理位置優(yōu)勢(shì)，但由于發(fā)射場(chǎng)只能實(shí)施小型航天器的發(fā)射，在目前赤道軌道以大型應(yīng)用衛(wèi)星為主的情況下，圣馬科發(fā)射場(chǎng)施展才能的機(jī)會(huì)并不多。然而，從技術(shù)上講，圣馬科發(fā)射場(chǎng)可以用最經(jīng)濟(jì)和最快速的方式把航天器送入赤道軌道，也具備對(duì)赤道軌道航天器進(jìn)行快速打擊的能力。從作戰(zhàn)角度講，發(fā)射場(chǎng)面積小，容易保護(hù)，雖然其移動(dòng)式的設(shè)計(jì)并沒(méi)完全實(shí)現(xiàn)，但它應(yīng)該是可以移動(dòng)的，更能增加其靈活性和生存能力。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，當(dāng)小型化的航天器成為各國(guó)航天領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)時(shí)，圣馬科發(fā)射場(chǎng)定會(huì)大有作為。