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我們知道大多數火箭發射都會選擇從陸地上固定的航天發射場發射升空,這樣最大的好處就是航天發射場內有專用的航天附屬設施,可以滿足火箭在發射前的組裝測試等工作,而且從固定的航天發射場發射,對於火箭來說也有著發射效率更高的優勢。但是除了更為常見的陸地發射場發射火箭外,也有包括海上發射平臺發射和空基發射方式。
陸地航天發射就不多說了,說說海基發射和空基發射吧,像中國去年在東海發射的長征11號固體運載火箭就屬於海基發射,海基發射最大的優勢就是,可以藉助可移動的海基發射平臺選擇更利於火箭發射的預定發射點。比如發射航天飛船等近地軌道航天器時,可以將發射平臺定位在赤道附近,這樣可以藉助赤道點地球自轉線速度更大的優勢節省火箭燃料或者增加火箭發射載荷;又或者比如要發射極地軌道的某些偵察預警衛星的時候,可以將海基發射平臺定位在更靠近北極或者南極點的位置,這樣相比陸地航天發射場,首先最大的優勢是火箭飛行路線的縮短所帶來更高的經濟性,其次火箭發射點和預定入軌更接近,火箭發射入軌時間也大大縮短。而且有一個很大的優勢就是海基發射過程中,火箭一二級分離後,會墜落到茫茫大海上,不會和陸基航天發射一樣造成附屬傷害。
而並不常見的空基發射有什麼優點呢?首先空基發射最大的優勢有以下幾點:
第一點:空基發射不需要像陸基和海基一樣建造耗資巨大的發射平臺,只需要藉助現有的民用退役客機經過一定改裝即可滿足發射需求。比如和陸基航天發射場相比,空基不用佔據很大的土地面積,只需要藉助軍用或者民用跑道即可滿足發射需求,而且空基發射可以根據發射入軌軌道不同而選擇在不同地區上空發射火箭。
第二點:空基發射是藉助大型飛行平臺在兩側翼下掛載小型固體火箭,飛行到預定高度後自動脫離發射的。所以首先對於小型火箭來說,大型飛行發射平臺的飛行速度和飛行高度,賦予了火箭初始發射時的初速度和發射高度,更利於火箭在更短的時間內或者燃燒更少的燃料即可達到預定入軌發射要求。詳細來說的話,比如美國飛馬座空基發射火箭,掛載在B52戰略轟炸機翼下飛行到1.5萬米以上高空後,火箭脫離載機自主飛向太空。首先B52轟炸機在超過1.5萬米的高空發射飛馬座火箭時,意味著火箭不用和陸基火箭一樣藉助自身燃料飛到1.5萬米高空了,所以火箭可以不用裝載更多的燃料,所以火箭的體積和質量可以更進一步降低。而且火箭在脫離載機時,載機的飛行速度即是火箭發射時的初始速度,所以更有利於火箭節省燃料和增加發射載荷,比如飛馬座小型固體火箭發射質量只有18噸,但是近地軌道運載力達到了408千克,這樣的載荷能力如果選擇陸地或者海基發射的話,火箭的發射質量最少也得30噸左右。
所以單純的以空基發射火箭的優勢來說的話,空基發射火箭最大的優勢就在於基礎建設成本低,相比陸基海基發射成本更低,而且藉助載機平臺自身的飛行高度和飛行速度優勢,可以顯著的提升火箭的發射載荷。
比如美國維珍軌道公司執行空基小型火箭發射的平臺,是美國航空公司一架已經飛行15年以上的B747老舊客機改裝而來,那麼對於維珍軌道公司來說,首先採用空基發射不再需要購買大面積的土地,而且也剩下幾十億美元的陸基航天發射場建設成本以及後期維護成本。同時對於維珍軌道來說,被航空公司退役的二手B747大型客機,首先二手的價格非常便宜,而且藉助B747成熟的民用維護保養體系,維珍軌道在後期的B747發射平臺的維護保養成本更低,同時運營15年左右的客機平臺機身結構還處於良好狀態,完全可以滿足高強度的發射需求。
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採用空中發射方式,飛機可以在不同地點的機場起飛,飛到地面上空任何地點發射,不受地理位置的限制。另外,從空中發射,載機相當於運載火箭的基礎級,能提高運載火箭本身的運載能力,同對等的從地面發射的運載火箭相比,運載能力幾乎可以提高一倍。一旦地面發射設施遭到破壞,可迅速採用這種方式發射偵察、通訊衛星。對於擔負秘密使命的衛星,從空中發射還可以提高隱蔽性。
當然,空中發射也存在侷限性:受飛機載重的影響,空中發射火箭只能發射小型火箭;只能用專用飛機發射,飛機的維修費用很高,而且不能經常使用。