书城科普读物探究式科普丛书-行星的卫星:人造卫星
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第6章 人造卫星知识大观园(3)

4.拜科努尔航天控制中心

拜科努尔航天控制中心位于哈萨克斯坦南部人烟稀少的半沙漠地区,由苏联于1955年建成,占地近100平方千米,地理位置十分优越。

拜科努尔曾经是苏联多功能的航天发射基地,不但可以发射卫星、载人飞船,而且月球探测器和行星探测器也可以在这里完成发射任务。另外,还进行过各种导弹和运载火箭飞行试验。苏联有80%~90%的航天发射任务都在这个发射场完成。1961年4月12日,世界上第一个“太空人”——加加林,就是从这里乘坐宇宙飞船飞向太空的。

苏联解体后,俄罗斯依然花巨资向哈萨克斯坦租用这个基地。

但如今,哈萨克斯坦和俄罗斯航天发射任务比苏联时期少了很多。

因此,许多设施已经年久失修。但“联盟”、“进步”两大系列飞船还是从这里发射升空。

除租用拜科努尔外,俄罗斯还拥有普列谢茨克和斯沃博德内两个航天发射基地,这两个基地主要用于发射卫星。

5.普列谢茨克航天发射基地

除了拜科努尔航天控制中心之外,普列谢茨克也是苏联时代重要的航天发射基地。普列谢茨克是其航天器、军事卫星、战略导弹的摇篮。

普列谢茨克基地位于俄罗斯白海以南300千米的阿尔汉格尔斯克地区,这个发射场是苏联的极轨道发射场和主要的洲际弹道导弹试验场,有些类似于美国加利福尼亚的范登堡空军基地。该基地始建于1957年,主要用于发射大倾角的侦察、电子情报、导弹预警、通信、气象和雷达校准卫星等,是世界上发射卫星最多的发射场,发射次数占全世界总数一半以上。

普列谢茨克基地是苏联第一个航天发射场。1957年,苏联在此地秘密建造了洲际弹道导弹基地。此后,该基地几乎承担了苏军所有重要导弹和卫星的发射任务。目前,它是俄罗斯内陆唯一一个拥有现役航天发射场的基地,在这里不仅发射过几十枚俄军最新型的“白杨-M”型弹道导弹,而且俄罗斯普列谢茨克航天发射场曾经让许多敏感的西方人胆战心惊,这里储存了俄国近一半足以毁灭世界上千次的核弹头,总量达数千枚。

6.种子岛航天中心

在日本共有两个航天发射中心,都位于日本的南部,一个是鹿儿岛航天中心,另一个就是种子岛航天中心。种子岛是日本九州的一个小岛,长58千米,周围没有高山,气候稳定,地理位置非常适合进行航天发射活动。岛上的航天发射中心总面积约为8.65平方千米,于1966年开始运作,建有竹崎发射场、大崎发射场以及吉信综合发射场。其中,专司“H-2”发射的吉信综合发射场已经成为目前世界上最大的和最具现代化的发射场之一。日本在种子岛航天中心已经发射了几十颗卫星,数量仅次于美国和俄罗斯。

7.鹿儿岛航天中心

日本的另一个航天中心是鹿儿岛航天中心,它是日本探空火箭和科学卫星运载火箭发射场,属于日本宇宙科学研究所。该研究所位于鹿儿岛县的内之浦附近的一个多山丘而人口稀少的地区。1962年2月,开始兴建,1963年12月投入使用。1965年,鹿儿岛航天中心已拥有发射“卡帕”和“兰姆达”固体燃料探空火箭的全套设施。

1970年2月11日,用“兰姆达”4S-5火箭把重为24千克的日本的第一颗技术卫星大隅号卫星送入了太空轨道。此后,科学卫星的发射率大约为每年一颗。自1964年以后,日本扩建了发射场,以发射推力更大的运载火箭。

鹿儿岛航天中心位于北纬31度14分,东经131度4分,占地面积约0.71平方千米。与其他航天中心相比,面积不大,但设备齐全,各种专用设施建在不同海拔高度的山顶坪上。在山顶比较高的地方还设有靶场控制中心、遥测接收机、卫星无线电跟踪站和有效载荷总装车间等。其中的火箭发射场海拔在277米左右,在发射场内还设有S火箭机动发射台,其中还包括一个炸药处理室。以前设在这里的火箭发射台已迁到其他火箭发射场。

这个火箭发射场称为缪火箭发射场,它是鹿儿岛航天中心最大的发射场,海拔在220米左右,面积25000平方米。它拥有缪火箭服务塔、总装车间、发射控制掩体、卫星测试车间、动平衡测试车间以及推进剂贮存库。缪火箭服务塔架是由36米高的10层钢制结构构成,重35万千克。整个服务塔架可沿直径为10米的圆形轨道回转。火箭在塔内的发射架上垂直组装好,然后服务塔便转到发射方向。随后,发射架与火箭移出塔架并倾斜到一个合适的发射仰角准备发射。

8.斯里哈里科塔发射场

斯里哈里科塔发射场位于印度东海岸的斯里哈里科塔岛上,是印度最重要的航天发射中心,主要用来发射导弹和卫星。它位于马德拉斯北部,由于所处的地理位置十分有利,因此一年内多数月份阳光充足,天气晴朗,可以进行室外静态试车和发射试验。斯里哈里科塔发射场于1971年10月10日正式开始投入使用,自使用以来共发射了3枚“罗希尼125”探空火箭。1979年8月10日,首次发射了“SLV3”火箭,但由于子级制导系统出现故障,未能把40千克重的卫星送入近地轨道。1980年7月18日,用“SLV3”火箭第二次成功发射了印度自制的卫星。1981年5月31日,第三次发射,但是由于技术方面的不足,也没有取得完全的成功。不过,由此也说明了印度的航天事业的发展还算完善。

斯里哈里科塔发射场总占地面积145平方千米,长达27千米。发射场拥有大型多级火箭和卫星运载火箭的试验、组装和发射设施,并且还拥有印度卫星的跟踪、遥测和通信站。印度空间研究中心还在此扩建了固体助推器工厂,可为多级火箭发动机生产大尺寸的推进剂药柱。

9.库鲁发射场

库鲁发射场又称欧洲航天发射中心,位于南美洲北部法属圭亚那中部的库鲁地区,是目前法国唯一的航天发射场所,同时也是欧空局(ESA)开展航天活动的主要场所。它主要负责科学卫星、应用卫星和控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。由于库鲁地区位于沿大西洋海岸的一片狭长草原上,所以场地十分开阔,适合做发射场。由于发射场紧靠赤道,对发射静止卫星十分有利。库鲁发射场1966年动工兴造,1971年建成,共耗资5.2亿法郎,早期仅进行探空火箭和“钻石号”运载火箭发射。1979年12月,“阿里亚娜”运载火箭在这里首次发射成功,至今该系列发射成功率已达90%以上,独揽全球一半以上的卫星发射市场。

第三节 有序运行——太空“交通规则”

太空世界是宽广的,在太空的世界里和地球世界一样,也有很多的物质存在,并且这些物质是不断运动的。如果没有一定的规则,那将是一片多么混乱的局面!卫星相对于它存在的空间来说,是一种微不足道的物质。因为太空中有太多的天体存在,如果任由它们运动,或许在某一天会发生卫星与其他星体相撞的事件。卫星相撞,听起来有些不可思议,然而这是已有的事实。美国1997年发射的一颗卫星(铱33),在美国东部与俄罗斯一颗1993年发射的、现已报废的卫星相撞,这是历史上首次卫星相撞事故。

美俄卫星相撞事件,除了可能引发美俄之间的政治摩擦之外,各航天大国更加关注的是卫星相撞本身对太空环境产生的影响。

撞击后的卫星碎片可能波及其他带核卫星。据相关专家透露,俄美卫星撞击后产生的碎片向不同方向飞散,这些碎片有可能撞上处于太空飘移状态、高度相近的苏联时期的卫星。由于这些卫星属于发射时间过久的海洋监视卫星,并且上面装有核反应堆,一旦碎片与这些卫星相撞,有可能在太空中形成放射性碎片带。

另外,美俄卫星相撞所产生的太空垃圾将增加新的卫星撞击的可能性。目前太空垃圾对国际空间站的影响已经不得不引起各国的关注,特别是俄专家最为关注这个话题。从以往情况来看,国际空间站曾为避免撞击,8次变更轨道。这次撞星事件后,国际空间站的工作人员也开始讨论有无改变空间站轨道的问题。

由此,我们可以看出,太空中的卫星相撞将会给太空和其他卫星造成什么样的影响。据有关专家说,卫星相撞所产生的碎片对太空中的望远镜产生的影响最大,例如哈勃望远镜,这类望远镜没有驱动设备,无法调整轨道躲避太空中的“明枪暗箭”。因此,制定专门的卫星轨道是十分有用和必要的。

可怕的数字——太空已有约3×106千克垃圾

当你看到蓝蓝的天空,朵朵白云的时候,是不是感觉天空特别纯净?其实,在美丽的天空背后,也有许多垃圾的存在。这种垃圾被科学家称为“太空垃圾”。

那么,太空垃圾是如何来的呢?工作中的人造卫星虽然给人类带来大量的数据和信息,但是它们失去工作能力就会成为太空中的垃圾。太空垃圾主要是指空间碎片,是人类太空活动的产物。它主要包括完成任务的火箭箭体和卫星本体、火箭的喷射物、在执行航天任务过程中的抛弃物、空间物体之间的碰撞产生的碎块等,这些物质是空间环境污染的罪魁祸首。

自1957年以来,苏联把全世界第一颗人造卫星送上遥远的太空,至今已有52年的时间。在此期间,人类已向太空发射了5000多颗各类航天器,其中很大一部分已成为在轨道上遨游太空的垃圾。目前,地面上能观测并记录在案的在太空中的碎片约有4000多万个,这些碎片加起来形成约3×106千克太空垃圾。其中地面可以观测到的最大碎片差不多与一辆公共汽车相当,即使最小的也与一个垒球相当。

据相关部门统计,目前这些数字每年都在增加。

太空垃圾的存在对于在太空中运行的航天器来说,简直可以说得上是天敌。由于空间碎片与航天器之间的相对速度很大,一般为每秒几千米至几万米。因此,一旦接触,即使两者是轻微碰撞,也会造成航天器的重大损坏。一块仅有阿司匹林药片大的残骸就能将人造卫星撞成“残废”。航天器的体积越大、飞行时间越长,其遭遇太空垃圾袭击的风险也就越大。由此可见,太空垃圾的存在对于航天事业的发展影响有多大。所以,很多国家的相关专家都在高声呼吁,保护太空,还太空一片纯净。