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备课资料

世界著名航天发射场和着陆场

录入者:netlab  人气指数: 次  发布时间:2009年01月14日

世界著名航天发射场和着陆场  

世界著名的航天中心:航天运载火箭发射场又叫航天(发射)中心,卫星发射场、卫星发射中心等,地处隐蔽的深谷和沙漠中。它主要包括测试区、发射区、指挥控制中心及测量、通信、气象、勤务保障等部门和系统。功能齐备、设施完善,如今已成为航天实力的象征之一。

发射场的共性条件  

一是气象:晴天多,云少透明度好(主导因素), 风速小,湿度低且少雷暴大风,发射窗口好;  

二纬度低(地球自转线速度越大向东发射,可获得较大的初始速度,充分利用地球自转的惯性,节省燃料;)海拔高(1500)发射倾角好,地空距离短;(节省燃料,增加有效载荷)(低倾角同步卫星的发射考虑到节省能源,会选择低纬度地区。)  

三是地形:平坦开阔地质结构稳定6080千米范围内,视野开阔利于跟踪观测;同时以便运载火箭各级分离后坠落不致危及生命财产的安全。  

四是交通便利通讯条件好  

夜间发射返回:利于跟踪观测。(神州六号白天)   

国防条件:建于山区、沙漠地区;  

以及较为稳定的宇宙环境;  

人们已经掌握了太阳的活动周期是11年,2000年是这个周期的最高峰,2006年达到谷底。因此今年太阳异常活动频次较低,大趋势有利于人类开展空间活动。其中影响卫星和飞船发射的最关键和最直接的因素是——气象因素。      

我国:酒泉卫星发射中心 ( 98.49235, 39.69254)西昌卫星发射中心(102.02687, 28.24433)太原卫星发射中心,还有拟建中的海南岛东部文昌火箭发射场。  

位于我国四川西昌市峡谷中,建成于1983年,专门用于发射地球静止卫星。

国外著名的航天发射场:  

美国:肯尼迪航天中心(-80.61049, 28.61594) 位于美国梅里特岛,成立于19627月,以总统的名字命名,是美国宇航局(NASA)进行航天器测试、发射的最重要场所,是美国最大的航天器发射场。它位于佛罗里达州的奥兰多市附近的麦里特岛,占地面积达560平方公里。肯尼迪航天中心主要用于发射小轨道倾角的航天器,上世纪80年代以来因发射航天飞机而著称。该中心共有14个发射区,其中多数区已停止使用或拆除,仍在使用的是1966年为实施阿波罗计划而建成的39号发射场及其工业区,经改建后用于航天飞机的发射和试验。哥伦比亚号、奋进号、阿特兰蒂斯号航天飞机都从这里飞向太空,并接受这里的指令。

俄罗斯:拜科努尔发射场( 63.30613, 45.45800)1961412, 世界上第一个太空人加加林从这里飞向太空,位于哈萨克斯坦拜克努尔市西南288公里处,建于1955年,是前苏联最大的导弹和功能最齐全的各种航天飞行器发射场地,可以发射载人飞船、卫星、月球探测器和行星探测器,进行各种导弹和运载火箭飞行试验。南部人烟稀少的半沙漠地区,占地近100平方公里,地理位置十分有利。普列谢茨克基地经纬度:( 45.75262, 48.61294)位于俄罗斯白海阿尔汉格尔斯克地区,建于1957年,是世界上发射卫星最多的发射场。

法国:库鲁航天发射场(-52.77732, 5.22585) 位于南美洲北部大西洋海岸法属圭亚那境内的库鲁。建成于1971年,是目前法国唯一的航天发射场所,也是欧空局(ESA)开展航天活动的主要场所。主要负责科学卫星、应用卫星和探空火箭的发射以及与此有关的一些运载火箭的试验和发射。  

库鲁靠近赤道,对火箭发射具有很大益处:纬度低,从发射点到入轨点的航程大大缩短,第三级火箭不必二次启动;相同发射方位角的轨道倾角小,远地点变轨所需要的能量小,增加了同步轨道的有效载荷;向北和向东的海面上有一个很宽的发射弧度;人口、交通、气象条件等均较为理想。  

日本:种子岛发射场(130.97767, 30.40126) 位于日本最南部种子岛南端,建成于1974年,主要用于发射试验卫星和应用卫星。  

印度:斯哈里科塔发射场( 80.17404, 13.70681) 位于印度斯里哈里科塔岛,正式使用于1977年,是印度的导弹试验和卫星发射场。位于印度南部东海岸的斯里哈里科塔岛,距马德拉斯市120公里,属季风型热带草原气候,全年只有10月和11月是大雨季节,其余月份多数是阳光充足的晴好天气,交通比较方便,具备较好的开展航天发射的自然条件。该中心发射极轨道卫星将受严格的发射窗口和靶场安全限制,不能从这里向北或向南进行极轨道发射,因为这两个方向上有印度和斯里兰卡的人口稠密区。这里的极轨道发射方位角被限制在140°向西南方向发射,继而要作耗费能量的偏航55°机动飞行。使该发射场的发射活动受到限制。  

圣马科发射场(范登堡空军基地)经纬度:( 40.30000, -2.90000)位于肯尼亚福莫萨湾海岸约5公里的海上,正式启用于1967年,是距赤道最近的一个航天发射场,是世界唯一海上航天发射场等。  

能源供应和地理位置的因素。地理位置对于把人造卫星发射到静止轨道尤为重要,因为航天发射场离赤道越近,运载火箭把有效载荷送上这条静止轨道就越容易、越经济。例如法国的钻石号火箭在位于北纬31度左右的哈马圭尔发射场发射,能把30千克的有效载荷送入5001000千米的地球轨道,而从建在南美圭亚那的库鲁发射场发射,因为它地处北纬5度左右,就能把113千克的有效载荷送上同样高度的轨道,把运载能力提高了两倍半。在赤道附近建造航天发射场的优越之处,还在于运载火箭易于把有效载荷发射到其他星球,因为它们的轨道平面几乎完全与地球赤道的平面重合。
目前各国的航天发射场基本组成包括:发射区、技术区(含发射控制区)、指挥控制中心、航天测控站、应急救生站、勤务保障和管理部门,以及载人航天器返回着陆场区。 

顿巴赤道发射场——顿巴赤道发射场是印度1963年建立的第一个科学试验靶场。它位于阿拉伯海海岸,喀拉拉邦特里凡得琅城以北6公里的地方,地理坐标为北纬8°31,东经76°52,海拔64米。这里年平均温度最高为30℃,最低为24℃,从1月至7月温差变化只有4℃。年平均湿度在94%至58%之间。一年内多为北风、西北风和西风,平均风速7米/小时,月平均降雨量为127毫米。该发射场是进行低高度上层大气和电离层研究的理想场所。这些研究在地磁赤道区(在顿巴正北面)具有特别重要的意义。所以,该发射场在美国、前苏联、法国等国支持下已成为探空火箭的国际发射场。

 在载人航天飞行中,为了确保航天员和航天器安全顺利地返回地面,要建设相应的着陆场。世界各航天大国根据各自的国情和载人航天工程的特点建设了适合本国载人航天器返回的着陆场,比较著名的有——  美国肯尼迪航天中心主着陆场:位于佛罗里达州卡那维拉尔角,创建于1949年,当时创建的目的是为了发射试验远程导弹。1977年改名为东部空间和导弹试验中心,能发射各种导弹和载人航天器。  

美国爱德华兹空军基地:位于洛杉矶东北部沙漠中,是一个综合性航空基地。由于它位于沙漠中,气候干燥少雨,因此被选作航天飞机着陆的第一后备机场。美国航天飞机的100多次飞行,有49次在爱德华兹着陆。  

 前苏联/俄罗斯载人航天主着陆场,设在拜科努尔发射场东北的草原上。这里东西绵延上万里,人烟稀少,自然条件适宜飞船回收。同时,拜科努尔发射场的测控通信设备可用于飞船返回和回收测控。  

                                       中国神舟飞船主着陆场,在内蒙古中部四子王旗的阿木古郎牧场,这里海拔 1000米 —— 1200 ,地势平坦开阔,人烟稀少,适宜飞船着陆。着陆场组建了直升机分队和地面搜索分队,配备了跟踪、通信、运输、救护等设施,可确保飞船返回舱和航天员的安全着陆和顺利回收  

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

着陆场具备的条件:地势平坦开阔,气候干旱少雨,河流等陆地水域面积小,便于发现目标和营救的地区;人烟稀少。距离发射场、控制中心位置适中,有利于监控、抢救等工作展开。  

   

1、着陆场必须位于飞船的运行轨道内。  

2、飞船着陆场必须人烟稀少,甚至树木的比例都不能超过千分之一,以免飞船着陆时造成人员伤害。  

3、地势必须平坦,坡度不能超过五度。如果有坡,坡长不能超过返回舱周长的五倍──就是说,不能让飞船在地面打五个以上的滚。  

4、在方圆数十公里的区域内,还不能有一千一百伏的高压线──这是普通县一级的输电线。  

5、着陆区内不能有铁路,不能有三层以上的房子,不能有河流.  

   

神舟六号飞船仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构,整船外形和结构与原来相同,重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200公里,远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈,然后变轨到距地面343公里的圆形轨道,绕地球飞行一圈需要90分钟,飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。飞船发射季节的选择,要考虑到各种可能影响到发射的因素,其中气象条件是最直接、最关键的决定因素。  飞船上天后,要由航天测控网对飞船实施测控管理。如果把神舟飞船比作放飞太空的风筝,那么,航天测控网就是那根重要的风筝线。我国的航天测控网由多个地面测控站和4艘远望号航天测量船组成。这4艘测量船分别是太平洋上的远望一号和远望二号测量船,印度洋上的远望四号测量船,大西洋上的远望三号测量船。其中,3艘测量船都在纬度相对较高的南半球。
  南半球的季节正好与我国相反。我国的春夏季节在南半球是秋冬季节,海况很恶劣,即使正常航行都难保安全,更不用说在海上执行测控任务了,因此不宜发射飞船。我国的秋冬季节在南半球是春夏季节,海况较好,便于航行和执行测量任务。因此,我国神舟一号至五号飞船的发射时机都选在与南半球相反的秋冬季节。
  另外,秋季和冬季相比,尽管20021230日发射的神舟四号曾突破我国低温发射的历史纪录,但在载人航天飞行中,以人为本、充分保障航天员的安全,成为发射的最大特点,因而发射段的气象条件也是非常重要的。显然,秋季比冬季更适宜。因此,两年前的神五和今年的神六载人飞船都选择了在秋季发射。
  据中国科学院空间环境预报中心研究员龚建村介绍,今年正是接近周期谷底的位置,预计神舟六号飞行期间太阳活动稳定,适合人类开展空间活动。
  
龚建村说,人们已经掌握了太阳的活动周期是11年,2000年是这个周期的最高峰,2006年达到谷底。因此今年太阳异常活动频次较低,大趋势有利于人类开展空间活动。神六将在晴好天气中飞行。