文昌航天发射基地露真容 旅客可近距离观看发射
长征七号运载火箭计划6月29日在海南文昌择机发射,执行首次飞行试验任务。图为长征七号运载火箭在垂直转运过程中。
长征七号垂直转运完成,文昌航天发射基地展露真容;当地最终确定8个火箭 首发观测点,附近酒店被提前订满
采写:新快报特派海南记者 陈海生 李应华 通讯员 阮剑华 邓广锋
摄影:新快报特派海南记者 孙毅
这也许是最开放的航天发射基地。它位于海南文昌,在月亮湾前,铜鼓岭上,椰林树影,面朝大海。不同于酒泉、西昌、太原三大卫星发射基地,在这里旅客可近距离观看发射。
日前,长征七号运载火箭垂直转运至发射区,按计划将于本月25日至29日择机发射,这将是“长征七号”的首飞,也是新建成的文昌航天发射基地初次执行发射任务。随着首发日期的临近,神秘的文昌航天发射基地也露出真容:亚洲最大的钢铁之门、中国单层最高的厂房、国内最高的桁架安装……据悉,作为低纬度滨海发射基地,该发射场不仅可用于满足中国航天发展的新需要,还能借助接近赤道的较大线速度以及惯性带来的离心现象,使火箭所需燃料大大减少,亦可通过海运解决巨型火箭运输难题并提升残骸坠落的安全性。
随着首发临近,游客人数渐增,“航天旅游”不断升温,发射基地所在的龙楼镇上,酒店、宾馆都几乎已被预订一空。据文昌市迎卫星首发办公室介绍,当地最终确定了8个火箭首发观测点,能够容纳2.53万人观看火箭升空。
基地揭秘
中国单层最高的厂房,台风来袭也安然无恙
海南文昌航天发射基地位于文昌市龙楼镇,是中国第四个卫星发射中心,拥有两座多射向运载火箭发射塔架,2009年开工建设,2014年11月基本建成。文昌航天发射基地包括发射场、批示中央、火箭组装厂以及规划中的太空主题公园,占地只有20平方公里。
基地内一共只有两条路:航天路和问天路。两条路串联起航天器总装测试厂房、测控中央、火箭总装测试厂房以及两座发射塔。据介绍,场区道路为普通三级公路,但对转弯半径有一定要求,以满足特种运输需要。
两个火箭垂直总装测试厂房是发射场最高和最核心的部分,在发射基地里它们还有个代号,叫501号和502号。其中最受关注的莫过于501号,未来中国最大的火箭——长征5号运载火箭就是在这里完成总装和测试。该建筑由曾经建设酒泉卫星发射中心垂直总装测试厂房的中建八局承建。该局项目经理卢育坤介绍,501号火箭垂直总装测试厂房高达99.4米。地下1层,地上14层,历时4年半建成,目前拥有着多项工程纪录。
501号主体建筑面朝大海,是中国单层最高的厂房,一扇高达81米的巨型钢铁之门,也为亚洲之最。项目总工程师窦彦兵说,文昌发射基地采用封闭性能更好的平开式钢大门,大门由左右各五扇重达30吨的钢桁架铁门拼装而成,再由数十吨重的巨型门轴衔接。采用液压控制,杜绝了卡门现象,密封性也比较好。总重量达784吨,项目团队运用巧妙工法,确保钢门框内框尺寸不出现正偏差。“除了大门外,厂房还有多处设施使用钢铁,为了保证钢铁不被咸湿的海风侵蚀,很多材料都做了特别的处理,包括螺丝钉等。”窦彦兵说。
除了大门,主体建筑7.2米的层高,共计14层,由此衍生出来的高支模施工成为项目最大的难点之一。项目经理卢育坤介绍,大部分支模高度为7.2米,最高支模高度达43.15米。最后确定在主体结构上设置高空操作平台,利用钢结构自身结构与钢平台有利连接,保证了施工操作安全可靠性。
文昌航天发射基地相关负责人表示,单层百米厂房在航天发展建设中有重要意义。“建筑平均每平方米用钢筋310公斤,一辈子也没碰到过。”卢育坤说,2014年超强台风“威马逊”正面袭击文昌,建筑安然无恙。
发射塔距海不足1公里,或能欣赏“长征出海”奇景
相关人员介绍, 501号的旁边是“小弟”502号,也是此次首发的“长征七号”火箭的垂直总装测试厂房。未来文昌将出现两套发射系统并行运作的情况,即“长五”为基准的大火箭,和以“长七”为基准的常规火箭。“由于‘长七’技术较为成熟,商业用途广泛,因此未来502号的使用率会比较高。”
文昌航天发射基地的两座发射塔距离火箭垂直总装测试厂房2.8公里,由轨道相连。一台巨型的火箭活动发射平台格外显眼。该平台高近70米,自重近2000吨,能保证火箭直接转场。活动发射平台装有6根摆杆,内部铺设有加注、供气、空调管路和火箭上众多控制电缆。
发射场的两座发射塔架相对而立,临近发射,塔架已准备就绪。据介绍,两座发射塔架四周均建有四座120米高避雷塔,前方设有深达24米的导流槽,火箭发射时加注的水将在几秒内蒸发。
据悉,文昌航天发射基地将与酒泉卫星发射中心一样,使用的是“三垂一远”发射模式,“三垂”即运载火箭上面的航天器,进行垂直总装、垂直测试,然后垂直转运到发射塔架下,“一远”即远程操控。
相关工作人员介绍,目前无论是“长征五号”,还是“长征七号”,均已成功完成合练。工作人员称,发射塔距海不足1公里,届时如果天气情况良好,游客能看到火箭在海面上划出一道壮观的圆弧,欣赏“长征出海”奇景。
发射亮点
可防雷电台风,自动降温降噪
22日上午8时,承载着长征七号运载火箭与搭载载荷组合体的活动发射平台驶出发射场垂直总装测试厂房,平稳行驶约3小时后,安全转运至发射塔架。为不破坏文昌当地的生态环境,长征七号火箭行进的路线要跟长征五号火箭共用一段轨道,这就要求平台要拐4个接近90度的大弯,在中国的航天史上算是第一次。
据介绍,长征七号运载火箭采用改进后的垂直总装、垂直测试、垂直转场“新三垂”测发模式,缩短了火箭在发射区的射前准备时间,有效提高了发射可靠性。垂直转运的顺利完成,标志着长征七号运载火箭与搭载载荷组合体正式进入发射阶段。目前,海南文昌航天发射基地系统、测控通信系统、着陆场系统,已完成执行长征七号运载火箭首次飞行任务的相关准备工作。
此次长征七号运载火箭的发射塔架高度85.8米,相当于30层楼那么高,整个发射塔架由固定、回转、导流、避雷塔四大部分组成,可满足运载火箭的加注、测试及发射的勤务保障需求,围绕在塔架四周的4座钢架结构避雷塔,高105米,可有效防止雷电等恶劣气候的影响。在发射塔架的第11层,有一个巨大的水箱,主要是给大流量喷水降噪系统提供一个水位和水压的作用,在发射点火以后,这个水箱的阀门打开,水瞬间喷向大流量系统,给发射平台降温降噪。发射塔架的下方有个导流槽,用来导流火箭发射时产生的巨大热量。
特别关注
广东企业参与建设 发射场三大核心建筑
新快报记者了解到,文昌航天发射基地上五个单体建筑中,指挥控制中心、航天器总装测试车间、航天器加注及整流罩装配车间三个核心建筑由来自广东的广州建筑负责建设。该公司派出四百多名管理和建设人员在当地进行了近5年的建设,克服了天时、水土、台风等自然因素,工程质量受到总装备部的肯定,获得了突出贡献单位和夏季施工标兵等荣誉称号。工程相关的工作人员向记者介绍了工程中的亮点与难点。
据介绍,本次由广州建筑承建的航天器总装测试车间、航天器加注及整流罩装配车间是全国第一个采用铝蜂窝板技术建设卫星厂房。铝蜂窝板技术一般应用在医疗环境等洁净的室内。根据设计要求,航天器总装测试车间、航天器加注及整流罩装配车间内的空气洁净度要达到N8,也就是空气洁净度的最高等级,以保证卫星测试和燃料加注过程中不发生意外。
“在卫星厂房的施工中,如何保证洁净度这是施工难点。”项目工程总监尹维成介绍,而且根据设计需要,航天器加注及整流罩装配车间的框架要足够牢固,抵御一旦发生意外时的爆炸,而墙体则要轻质,吸收爆炸的能量,一般的建材都无法满足要求。施工方最终选择将铝蜂窝板技术应用在卫星厂房的墙身和天花,攻克了这个难题。因为铝蜂窝板技术的特点,可以保证空气中的尘埃不会粘附在厂房墙壁中。由于成功攻克了这个施工难点,项目验收一次通过。
文昌八处观测点可围观火箭升空
据文昌市迎卫星首发办公室介绍,当地最终确定了八个火箭首发观测点,总占地面积671亩,能够容纳2.53万人傍观火箭升空。
这八个最佳观测点大多集中在龙楼镇,分别为:文昌清澜大桥西侧桥头公园、龙楼交壤处航天科普中央、龙楼镇天福云龙湾度假村、龙楼镇山海天旅店营销中央西侧、龙楼镇山海天旅店沿海沙岸、龙楼镇堂洪港(石头公园西侧)、龙楼镇213地块(石头公园西侧)、龙楼镇希尔顿旅店沿海沙岸。在文昌石头公园,一名来自广东开平的游客告诉记者。“海南离广东近,我们很期待在这里感受神圣的一刻。”这名游客说,他还特意带上刚中考完的孩子一同前来参观。
据了解,考虑城乡结合及文昌村庄住宅特点,龙楼镇移民安置区的布局采用公寓单元式、独户前庭后院式、独户前街后院式3种住宅模式。人均建筑面积35平方米。区内还布置4栋9至12层高的小高层公寓楼,楼顶设置有“观赏层”,是区域内观赏火箭发射壮观景象的最高平台,采取收费制,作为安置区产业收入之一。
据文昌航天发射基地相关负责人介绍,海南发射场是开放的,发射的时候,周边也会开辟游客参观区域。“现在旅游和科普这块是对外的,也有一些对游人开放的区域,可以自驾游,在旅游车上随便走随便看,你看门口在建的都是游客中心。”该负责人说,他们还在建航天科普教育基地,以后吸引更多的游客来到海南。
几乎所有高档酒店被订满
据统计,文昌全市共有各种住宿设施256家,住宿设施房间11540间,共有住宿设施床位19900张。但在文昌航天发射基地周围的最佳观测点,22日几乎所有的高档旅店都提前被抢订一空。
位于石头公园的瑞华园旅店,前一天房费仍是158元/晚,到了25日却涨到八九百元/晚,并且住客必须付清全款才接受预订。文昌市物价局相关人员要求各宾馆、旅店等经营单位执行《关于商品和办事实施明码标价的划定》,做好明码标价事情。监管部门一旦发现违法举动,将依法从严查处,并通过新闻媒体及时曝光。
据当地交通部门展望,火箭首发之际,涌入文昌的客流量可能远超承载能力,因此,交通部门将在其时启动道路交通管制。龙楼镇相关部门提醒,火箭发射前8小时,龙楼镇开始实施人和车流的管控,而在发射前3小时,不允许人和车再进入龙楼,因此,前去龙楼观看火箭发射的旅客要提前进入。
专家说法
长征七号:可抗8级大风,是“长征”家族之最
中国宇航学会会员、中国空间科学学会空间探测专业委员会委员庞之浩介绍,长征七号本次首飞,这一系列的火箭有几大看点。一是推力有较大提升,比以往的8.5吨大幅提升至13.5吨,可以满足货运飞船的需求,为明年天宫2号与天舟1号货运飞船交会对接进行铺垫。其次,长征七号使用了新的液氧煤油发动机,比起以往运载火箭使用的发动机最大优点是无毒环保,而且成本低。“目前一吨煤油不到一万元,燃料成本可以降低60%。”庞之浩解释,此外,这款发动机也可以重复使用,目前美国的猎鹰九号运载火箭也是在使用这样的发动机。
庞之浩表示,针对海南文昌航天发射基地的特点,长征七号运载火箭也增加了一些其他的功能,例如海南天气潮湿,火箭的液氧燃料温度在-183℃左右,火箭表面会出现水蒸气凝结,所以这次加入了防水设计;另外就是防风的功能,本次发射的长征七号运载火箭可以抗8级大风,可以在大风条件下装载转场,可以说是“长征”家族里抗风能力之最。
对于长征七号的期待,庞之浩认为预计到2021年,火箭各项指标稳定之后,能替代目前的二、三、四号系列,完成80%的发射任务,发射货运飞船、太阳同步卫星和大型的通讯卫星。
文昌发射场:低纬度且靠海,对发射提供极大便利
对于本次也是首次亮相的海南文昌航天发射基地,庞之浩认为优越性极大。最明显的就是低纬度,文昌发射场是北纬19°,西昌发射场是28°,太原发射场38°,酒泉发射场41°,低纬度的优势将大大节约能耗,因为靠近赤道可以借助更大的惯性和线速度,同样的燃料得到较高的速度,与西昌发射场相比可以提高10%到15%。
由于文昌发射场靠海,火箭的射向范围更宽,同时安全性也大大提高,火箭的航区和残骸坠落区也更广。靠海的另外一个便利就是可以利用海运,此前火箭运输使用铁路运输,受铁路隧道涵洞直径的限制火箭最大也只能设计到3.35米,而海运就完全不受限制。不过海运也会出现新的问题需要克服,其中包括运输环境的湿度、温度和盐雾度的控制,这些指标都需要保持在一个适宜的范围内。
庞之浩认为,新技术新设备从成功到成熟,需要通过逐步应用和试验达到,长征七号有望成为我国现役主力火箭的“接班人”,这是最值得大家为之欢欣鼓舞的地方。