全球主要航天发射场分析——美国

来源： 星瞭望 

60 多年前，苏联使用世界上第一枚洲际弹道导弹（ICBM）将人造卫星送入轨道，标志着人类第一次成功实现轨道空间发射。从那时起，运载火箭相继从遍布世界各地的 27个航天发射场发射并进入轨道。随着各个国家对太空领域越来越重视，巨大数量的卫星星座组网，未来几年，航天空间发射率预计将呈指数级增长，航天发射场将成为全球航天业日益重要的因素。

虽然包括维珍轨道公司（VirginOrbit）等在内的很多公司正在开发各类空基发射平台，以展示它们支持应急发射的能力，但目前绝大多数的卫星都是从地面发射装置进行发射的。下图为全球27个航天发射场位置，其中红色标注为目前在用，在用表示过去10年里至少支持过一次轨道发射的航天发射场，而且没有被运营商宣布退役。灰色标注为已经宣布停用的发射场，蓝色边框表示执行过载人飞行任务。

全球27个发射场分布图

影响航天发射场的主要因素是地理因素，由于地球自转，低纬度地区的自转速度较高，水平速度方向向东赤道最高，速度为 465m/s；高纬度地区的自转速度较低，南北纬 60°地区约为 232m/s；北极和南极为 0m/s。对于一些太空任务，水平速度可以降低将物体加速到轨道速度所需的能量。因此从理论上讲，从赤道地区的发射场向东发射一个物体可以最大化地利用地球自转。其次还有考虑发射方位角限制，必须避开人口稠密地区或外国领土、空域。 

5个常用发射场的地理维度和表面速度

卡纳维拉尔角发射场与范登堡空军基地发射角范围

除了受到地理因素，高自然灾害风险的国家在建设发射场时必须考虑自然因素，如日本的两个发射场就位于该国地震最少的南部地区。2010 年地震摧毁了日本的主要太空中心筑波航天中心，但南部发射场仍保存完好。同时要还需考虑政治因素，几乎所有的发射场都建在一个完全由本国控制的地区，确保随时可以不受限制地进入发射场。不过也有例外，如俄罗斯拜科努尔航天发射场位于今哈萨克斯坦南部，哈萨克斯坦于1991年获得独立，此后不久俄罗斯开始支付租赁发射设施的费用。今天，俄罗斯每年向哈萨克斯坦支付大约1.15亿美元，以保持进入太空的通道。

目前世界上有22个活跃的航天发射场：5个在美国，4个在中国，3个在俄罗斯，2个在日本，1个在哈萨克斯坦，以色列，印度，法属圭亚那，伊朗，朝鲜，韩国和新西兰（美国私营公司运营）。有五个航天发射场曾经支持过轨道发射，但至少10年都没有在进行过发射，这些发射场分别位于俄罗斯、肯尼亚、阿尔及利亚和澳大利亚。在此将按照国家分类对这些发射场进行介绍分析。

    

美国

 

 

u  卡纳维拉尔角发射场/肯尼迪航天中心

白色为肯尼迪航天中心，绿色为空军卡纳维拉尔角发射场

1949年，美国空军在佛罗里达州布里瓦德卡纳维拉尔角，成立联合远程试验场，主要用来测试导弹，除此之外，新生的航天发射业务也在这里展开。自1958年美国发射第一颗人造卫星以来，卡纳维拉尔角试验场也 一直支持卫星轨道发射。随着美国宇航局的载人计划开展，因为卡纳维拉尔角的发射台将无法支持像把宇航员送到月球那样大的发射系统，NASA在卡纳维拉尔角的梅里特岛上开始建设航天中心。肯尼迪总统遇刺后，美国宇航局在梅里特岛上的发射设施被重新命名为肯尼迪航天中心(KSC)。由于它们彼此接近，NASA从肯尼迪航天中心发射的火箭和空军从卡纳维拉尔角发射的火箭被归类在一起。卡纳维拉尔角发射场和肯尼迪航天中心的发射设施分别由美国空军第45航天部队和美国宇航局NASA运营。

位于肯尼迪航天中心的装配大楼(VAB)

以下柱状图描述了从1957-2018年从卡纳维拉尔角/肯尼迪航天中心发射的有效载荷的轨道状态。有效载荷被分为五类轨道状态：

近地轨道“LEO”包括轨道远地点不超过2000公里的有效载荷；地球同步轨道“GEO”包括 近地点和远地点在距地球同步高度(35786公里)2000公里以内的有效载荷；中地球轨道“MEO”指位于近地轨道和地球同步轨道之间的主要有效载荷被归为MEO轨道；其他“OTHER”指轨道参数不属于LEO、GEO或MEO系统，如月球、日心或重心轨道的有效载荷；缺失“Missing”：没有包含在CSpOC目录中的有效载荷。

从卡纳维拉尔角/KSC轨道发射成功统计(1957-2018)。来源:Space- track.org/ Gunter 's Space页面

下柱状图描述了从1957-2018年卡纳维拉尔角/肯尼迪航天中心发射的每个主要有效载荷的倾角，不包括缺少空间轨道元素的发射。

有效载荷倾角统计柱状图

卡纳维拉尔角/KSC轨道发射任务运载火箭统计(2009-2018)

u  范登堡空军基地

美国第二繁忙的航天发射中心范登堡空军基地(VAFB)，位于加利福尼亚州隆波克西北 14.8公里处，范登堡空军基地建于1941年，隶属于美国空军太空司令部第30空间联队，由于地理偏僻，首先被选中进行中程和洲际弹道导弹测试，同时由于向南或东南方向发射的有效载荷可以达到轨道高度，而无需飞越美国和墨西哥的人口稠密地区，VAFB被认为适合于将卫星发射到高倾角的轨道上，是发射侦察卫星的最佳地点。

虽然在范登堡空军基地主要为美国的军事任务服务，但自上世纪90年代以来，它已经支持了大量的商业太空发射，1996年，美国联邦航空管理局向哈里斯公司颁发了场地运营权许可证，允许该公司租用位于范登堡的商业发射台设施，这些设施统称为加利福尼亚航天港，铱星和铱星下一代通信卫星网络的绝大多数是从范登堡发射的。除此之外，该基地还将发射台设施租给SpaceX公司(SLC-4E)。

一枚猎鹰9号火箭在范登堡空军基地的发射台准备发射

范登堡位于美国西南角，严重限制了太空发射的轨道，VAFB发射的极地轨道卫星比世界上任何其他的太空港都要多， 从VAFB发射的有效载荷中三分之二最终倾角在80到100之间。由于不能向东发射，VAFB的太空港也不能利用地球的自转来有效地追求高能量的地球同步轨道。根据CSPoC的目录，VAFB从未向GEO发射过卫星。

从范登堡空军基地成功发射轨道(1957-2018)

有效载荷倾角统计柱状图

范登堡空军基地发射运载火箭统计(2009-2018)

u  瓦勒普斯发射场

瓦勒普斯发射场位于维吉尼亚州瓦勒普斯岛，成立于1945年，是美国运行时间最长的火箭发射基地，航天发射设备由美国维吉尼亚商业太空飞行管理局运营，主要作为火箭发射基地，为美国国家航空航天局和其他联邦机构的科学和探索任务提供支持。

2016年10月17日，瓦勒普斯航天中心的太空港“安塔瑞斯”火箭正在准备向国际空间站运送补给物资

1961年第一个有效载荷“探索者9号” 搭载在一枚Scout火箭上从瓦勒普斯岛发射到轨道上，之后瓦勒普斯发射场进行了30多次发射。包括2013年发射的“月球大气与尘埃环境探测器”(LADEE)，这是美国首次从卡纳维拉尔角以外的地方发射月球探测器。2014年10月，一枚前往国际空间站的ATK Antares轨道火箭在发射几秒钟后在发射台爆炸。这次失败给该岛的两个发射台之一造成了1500多万美元的损失，使该发射场闲置了一年。2018年，商业太空公司火箭实验室(位于新西兰的火箭实验室发射基地运营商)选择了瓦勒普斯发射场作为第二个发射台。

从瓦勒普斯飞行基地成功发射轨道(1957-2018)

有效载荷倾角统计柱状图

从瓦勒普斯施发射的运载工具统计表(2009-2018)

u  火箭试验室发射场

火箭实验室发射场，也被称为玛希亚发射中心，是一个商业太空港，位于新西兰北岛东海岸玛希亚半岛南端。它由美国航空航天公司火箭实验室公司(Rocket Lab)拥有和操作，并支持立方体卫星纳米卫星发射的电子火箭，该设施于2016年9月26日正式开放。

火箭实验室的电子火箭在新西兰玛希亚的火箭发射基地

火箭实验室发射中心轨道发射成功(1957-2018)

火箭实验室发射场发射的运载火箭统计表(2009-2018)

u  太平洋航天中心-阿拉斯加

太平洋空港-阿拉斯加(PSCA)，以前称为科迪亚克发射基地，是一个用于亚轨道和轨道运载火箭的两用商业和军事空港。该设施建于1998年1月，由阿拉斯加航空航天公司拥有和经营，太平洋航天中心完成了两次轨道发射(一次在2010年11月发射的美空军STP-S26任务，一次在2011年TacSat-4任务)。

PSCA的商业发射台适用于发射小型固体推进剂火箭，包括来自洲际弹道导弹的火箭。该设施位于阿拉斯加湾的科迪亚克岛，位于赤道以北57°，是美国最北的航天中心。虽然这样的位置不适合低倾角或高海拔的发射，但南部和东南部的开放水域允许发射场有效地将有效载荷发射到极地和太阳同步轨道。

位于阿拉斯加科迪亚克岛的太平洋发射中心的发射台

2014年，一次失败的导弹测试导致发射场的发射设施严重受损，所有发射推迟了两年，此后没有轨道太空发射的记录。但是一些私营公司如Eclipse Orbital也正在与阿拉斯加航空公司合作，准备在2020年发射他们的“科罗娜”运载火箭。

从太平洋发射中心成功的轨道发射(1957-2018)

从太平洋发射中心发射运载火箭统计(2009-2018)

u  罗纳德·里根弹道导弹防御测试站

罗纳德·里根弹道导弹防御(BMD)试验基地，通常被称为里根试验场(前夸贾林导弹靶场)，是位于马绍尔群岛(太平洋)的一个导弹试验场，位于赤道以北9°，是美国最靠南火箭发射设施，它主要作为美国导弹防御和空间研究项目的测试设施。

猎鹰1号在罗纳德·里根试验场第二次成功的轨道发射

太空探索技术公司制造了猎鹰1号在里根试验场进行了三次失败的尝试后，2008年9月第四次成功发射使它成为第一个私人资助和开发的液体推进剂火箭进入轨道。2009年7月第五次发射是它的第一次商业飞行，将马来西亚RazakSAT卫星送入近地轨道。

罗纳德·里根BMD试验场轨道发射成功(1957-2018)

在罗纳德·里根BMD试验场发射的运载火箭统计（2009-2018年）