海射系统将进行首次发射

　　由美国波音公司、俄罗斯能源科研生产航天中心、乌克兰南方设计局/南方机械制造联合体以及挪威克瓦内尔造船公司共同实施的海上卫星发射计划，在克服了技术、法律和资金上的重重障碍后，正在抓紧进行最终试验，即将到赤道海域进行首次试验飞行。去年11月，该发射系统中的两大重要组成部分——指挥控制船和发射平台在外海进行了初步试验，试验的对象主要是海上设施，包括在两船间搭起一座便桥。今年初，该系统将在离岸320公里的大海上进行包括运载火箭系统在内的试验，试验中将进行火箭起竖、燃料加注和持续到射前10秒左右的倒计时。首次发射的时间目前定为3月14日，地点选在夏威夷东南2250公里的太平洋上。

　　优 点 与 难 点

　　承担海上发射项目的合资公司称为海射公司，所用的系统也称为“海射”，主要由指挥控制船、发射平台和运载火箭组成。火箭为乌克兰制造的天顶号，但第三级和整流罩分别由能源中心和波音公司制造。该系统最主要的优点是在赤道上发射可最充分地利用地球的自转力，因而可以使运载能力得到提高。海射系统能把重达5吨的有效载荷送入静地转移轨道。目前该系统采用的整流罩直径为4米，将来有可能采用5米直径的整流罩。
　　海射系统在外海发射，不仅发射地点可根据卫星轨道的要求选择，对发射方位实际上也没有什么限制，带来了使用上更高的灵活性。除用于发射地球同步轨道卫星外，它也可利用其海上机动能力，用于发射其它轨道的卫星。另外，该系统自成体系，不依赖由政府管理的发射和靶场设施，具有较高的操作自主性。在海上发射还可远离人口稠密区，万一发射失败，也不会危及平民及地面设施。
　　波音公司是在与麦道公司合并前开始实施海上发射计划的。由于麦道公司的加入，波音公司拥有了美国三种主要运载火箭中的一种，即德尔它系列火箭。有人担心这会影响波音公司长期实施海射计划的决心。对此，波音公司负责该项目的官员称，波音实施该计划的决心没有动摇，并正在全力保证该项目取得成功。
　　海射火箭静地转移轨道运载能力为4～5吨，与德尔它2（3吨）和德尔它3（4吨）在运载能力上没有冲突，但与德尔它4系列中的中大型火箭的运载能力有重叠。海射公司官员认为，至少在初期这几个系统之间不会形成内部竞争，原因是现在的发射用户都希望使用经过飞行验证的火箭，而德尔它4投入使用之初海射火箭已是一个完全成熟的型号。
　　从距离加州长滩的母港约4800公里的浮动发射平台上发射卫星，有许多技术上的难题需要克服。其中一个难点是要把完全总装好的运载火箭（包括已加注了自燃性推进剂的卫星）从指挥控制船转移到发射平台上。根据安排，这项转移操作将在火箭和有效载荷在指挥控制船上完成处理和总装后在母港有防护措施的水面上完成。此后指挥船和平台将驶往赤道海域完成发射，然后返回港口为下次发射做准备。

　　海射火箭原定在去年底进行首次发射，但由于受美国政府技术转移调查和天顶2发射全球星失败的影响，发射时间被推迟到了今年3月。波音公司曾承认在未得到政府全面批准的情况下向俄罗斯和乌克兰提供了敏感技术，为此向政府支付了1000万美元的罚金。美国政府为此还一度中止了海射项目的许可证。另外，海射火箭的首次发射原本要携带休斯公司制造的银河11通信卫星，但后受德尔它3首次发射失败（有效载荷为银河10卫星）和天顶2火箭发射全球星失败的影响而改为发射模拟星。该火箭原本已从休斯空间与通信公司、劳拉空间系统公司和ICO全球通信公司拿到了18次发射的合同，但最近ICO公司取消了3次订座中的2次。

　　发射率：稳中求快

　　按每次发射后发射平台都返回母港计算（按目前的计划，往返航行一次约需21天），海射系统每发射一次保守地说需要55天时间，这样每年约可发射6次左右。若对发射安排再精打细算一些，年发射次数可增至8次或略多。如市场需求很大，需要进一步提高发射率，还可投资对系统进行改进，包括研制用于稳定指挥船和发射平台的系统，以便在海上或在基里巴斯圣诞岛（海上发射场西北约430公里）有防护的水面上完成火箭从指挥船到平台的转移；另外还要建设对停留在发射区域内的发射平台进行支撑的基础设施。但要达到10～12次的年发射次数，发射平台则需留在发射区域内，或让指挥船在每次驶往赤道发射场时装载2～3枚火箭。
　　提高发射率还有一条途径，就是把火箭的上面级DM组级的初步处理工作放在母港的岸上进行。这样可以缩短指挥船回港后所需的船上处理时间。
　　为了集中精力保证最初几次发射的成功，项目官员决定最初还是采用每年6次的发射率。今后若要提高发射率，需首先对系统投入使用初期的性能情况进行评定，并对市场需求进行研究。

　　指挥船、发射平台与运载火箭

　　自行式的发射平台是由克瓦内尔公司从一座因火灾而报废的大型半潜式海上石油钻井平台改建而成的。改造后的平台加装了两条桩腿，以便支撑发射台。整个平台重达3.1万吨，长133米，宽66米。为便于海上航行，平台配有两套动力装置，航速可达22公里/小时。平台上新建的空调厂房可容纳多枚火箭，并可为20名工作人员提供全套生活保障设施。
　　由克瓦内尔公司下属的苏格兰格拉斯哥造船厂设计建造的指挥控制船长达200米，全称为“总装与指挥控制船”。它除用于发射指挥外，还兼作运载火箭的处理设施。该船主甲板之下的大部分区域为开放的空间，由墙体隔开，但相互间有大门连通。由南方设计局/联合体提供的两级天顶号火箭及由能源中心提供的DM组级第三级（即上面级）就是在这些隔间中进行射前处理的。能源中心还负责总装后火箭及飞行操作的管理工作，而南方设计局/联合体则对天顶号火箭的处理和发射操作提供技术支持。
　　据项目官员解释，之所以要在发射平台之外另造一艘指挥控制船，是考虑到发射安全问题。有了指挥控制船，发射人员就可以在发射前撤离发射平台。也正是因为要用两艘船舶，海射公司才决定把火箭处理工作放到指挥控制船上。与在母港另行建造一座火箭处理设施相比，这样做可以降低边际成本。
　　 天顶号运载火箭是前苏联运载火箭家族中一种较新的型号，是1969到1972年前苏联四次试射N-1登月运载火箭失败后20多年间研制的第一种全新的运载火箭，由设在乌克兰的南方科研生产联合体为主制造。它1985年4月首次进行亚轨道发射试验，同年10月22日首次用于卫星发射。该火箭分两级的天顶2和三级的天顶3两种型号，海射系统使用的为天顶3型，亦称天顶3SL或海射型天顶3。去年9月9日，天顶2火箭在发射全球星蜂窝电话网络系统的12颗卫星时发生故障，火箭和卫星坠毁。这是它31次发射中的第8次失败，使人们对这种火箭的可靠性产生了怀疑和担心，这对欲通过商业发射求得生存的俄、乌航天工业是一次打击。但天顶号火箭水平组装、自动起竖和自动加注的特点对于海上发射来说是非常适合的。

　　发 射 流 程

　　天顶号火箭的两级和DM组级第三级将由商船从俄罗斯和乌克兰运到母港，并存放在岸上的储存设施内。当要进行发射时，火箭的三级将从库中取出，并通过船尾一个可收放的大型滚装板转运到指挥控制船上，以进行处理。天顶号的两级将放在甲板下船体后部最大的一个大厅（101号厅）内。大厅长约67米，宽30米左右，棚顶高度在18米上下。除对火箭第一、二级进行处理外，该大厅随后还将用于全箭总装以及星箭对接。它还可以并排存放3枚完成总装的火箭，而且每枚火箭周围都有足够的工作空间。

　　DM组级第三级火箭在船体前部一个较小的厅内进行垂直处理和燃料加注，处理工作的最后一个步骤是把该级从垂直位置转到水平位置。整个处理程序耗时较长，需要23天时间。
　　卫星的处理工作与火箭处理同期进行，地点在母港岸上的有效载荷处理设施内，任务包括测试、加注、与适配器对接、转至水平位置和封装到整流罩内。完成处理后，卫星将被运到指挥控制船上，并与火箭对接到一起。这座处理设施是由波音公司建造的。星箭对接工作要占用2.5天。
　　如上所述，在起锚驶往赤道发射场之前，完成总装和星箭对接的运载火箭将从指挥船转到发射平台上。为了保证指挥船和平台能精确地对准在一条线上，转移工作可能要在风浪较小的夜里进行。一般情况下，指挥船和发射平台分别停靠在码头的两侧。为转移火箭，指挥船要被拖到另一侧，使船尾面向发射平台的前端。为使两个船体保持精确对准，平台的后部被拴在岸边的两个柱子上，指挥船则在退向转移操作位置时下锚两次。两个船体要绑到一起并固定到码头上。
　　准备就续后，火箭重新被推到延伸出去的水平位置滚装板上，发射平台上火箭库底部的一道门打开。此后，从平台上方放下来的两个吊钩被连到火箭一、二级的吊挂点上，火箭被吊离滑台，并倒退着进入火箭库，最后放到运输起竖装置上。海射公司为全箭及有效载荷向发射平台的转移工作划出了2天时间，但实际吊运过程可能只需几个小时就可完成。
　　海射系统选定的海上赤道发射场位于东经154度的赤道海域。这里一般情况下气候温和，风平浪静，很适于进行海上发射操作。出于环境方面的考虑，最初的发射将稍有一点倾角（偏北1.25度），以使火箭的地面航迹不通过下靶场7000公里处位于赤道附近和赤道上的加拉帕戈斯群岛。火箭的第二级将溅落在下靶场约4800公里的海域，而DM组级上面级则将跟随卫星一同入轨。据称稍有一点倾角对火箭的运载能力不会有很大影响。
　　到达发射场后，发射平台需用12～15个小时向桩腿内泵水，从而下潜到发射压载深度，以提高平台的稳定性。第二天，两个船体之间将搭起一座便桥，火箭将在库内完成最终处理工作。指挥船和发射平台都将动用动态定位系统。到第三天，指挥船将撤离到距发射平台4.8公里左右，只留下少数几个人在平台上负责把火箭推出并起竖到发射台上。此时将使用平衡系统使平台的摇动限制在1度以内。
　　起飞前约5小时，火箭自动控制程序开始启动。1.5小时之后，剩余人员从平台上撤离。再过1小时，推进剂开始自动加注。到离点火还剩17分钟时，运输起竖装置将从火箭上撤下，并被运回火箭库，库房的大门和棚顶关闭。
　　在火箭的第一和第二级工作完毕和分离后，DM组级上面级将在起飞后第523秒首次点火工作，把卫星送入停泊轨道。第2850秒时，该上面级将再次点火，把卫星送入36536公里×720公里、倾角1.25度的静地转移轨道。星箭分离将在第3721秒时完成。首次试射所带的模拟卫星将留在这一轨道，而不向静地轨道转移。