1.上帝的饋贈:航天發射場的條件
不是任何一個地方都可以建造航天發射場的,發射場的條件非常苛刻,要有合適的地理位置和地形,要有良好的氣象與水資源,還要有可靠的安全保障條件。
我們知道,地球自西向東旋轉,為了充分利用地球的自轉速度,以節約能源,所以航天器一般向東發射。赤道附近的自轉速度最大,所以發射場最好建在赤道上,沒有這個條件的國家,也盡量選擇緯度低的地區。由於航天器發射是自西向東,所以發射場以東的地區應具有建造地麵跟蹤和監測站的良好的地理條件。發射場區的地勢要開闊平坦,地質結構堅固。
氣象是航天器發射十分重要的條件之一,惡劣的天氣會造成發射失敗。例如,雷電可使火箭與飛船上的電子線路感應產生很強的電流,破壞控製係統或遙測係統,甚至引起爆炸。1969年11月14日,“阿波羅”12號宇宙飛船發射後不久便遭雷擊,使電源發生故障,地麵遙測信號中斷,飛船失去控製,航天員緊急啟用備用電源,才避免了慘禍的發生。低溫、潮濕的天氣會使火箭表麵結冰,雨水會滲進火箭內部而使儀器設備受潮,造成電路短路,引發事故。1986年11月28日,震驚世界的航天史上最慘的事故,“挑戰者”號航天飛機空中爆炸,就是因為氣溫過低,密封圈受損,冰水滲進了受損的密封圈而造成的。大風會使豎立在發射台上的高大的運載火箭晃動,以致變形,釀成事故。因此,發射場應建在晴天多、雷電少、濕度低、風速小、溫差不大的地方。
火箭發射時噴出熾熱的火焰,形成高溫,需用大量的水來冷卻;同時,發射場的其他工業、生活設施也需要大量的水。因此,發射場應建在水資源十分豐富的地方。
航天器發射會造成一些不可避免的危害。例如,運載火箭的燃料燃燒時會產生有害氣體,汙染環境;火箭發射時會產生強烈的噪聲,影響人們的健康;火箭完成任務後,其殘骸有時從天而降會危及人們的生命安全。因此,發射場應遠離工業發達、人口密集的地區。
2.撩開麵紗:航天發射場的結構
發射場分好幾個區,有技術區、發射區、生活區以及跟蹤測量、氣象、後勤、安全警戒等係統。
技術區內有高大寬敞的測試大樓。在測試大樓內,地麵人員對火箭、人造衛星和宇宙飛船進行測試,一旦發現故障,立刻排除。除了對火箭、人造衛星、宇宙飛船進行單元測試外,還要對火箭與人造衛星、宇宙飛船所組成的大係統進行綜合測試,以確保發射成功。
發射區主要由發射平台、勤務塔、臍帶塔、發射控製室、燃料庫、水塔組成。其中燃料庫和發射控製室建在地下。發射平台是豎立運載火箭和實施發射的裝置,它可以調整和轉動,以使火箭瞄準預定的發射方向。平台下有深溝槽,叫導流槽,火箭點火發動後產生的高速熾熱的氣流可順著導流槽流向空曠地區。臍帶塔豎立在發射平台的旁邊,由像臍帶一樣的電纜和管道與火箭相連,向火箭與人造衛星、宇宙飛船提供電力和各種氣體。發射前,臍帶塔的搖臂展開,離開火箭。勤務塔比臍帶塔更高大,上麵有好幾層工作台。工程技術人員在工作台上對火箭、衛星、宇宙飛船進行吊裝、對接和檢測,排除故障。檢測完後,勤務塔撤離,準備發射。
發射成功後,對衛星、宇宙飛船的跟蹤與監測由控製中心承擔。控製中心遠離發射區。它測量、控製衛星、宇宙飛船的軌道和姿態;指揮、協調各個跟蹤和監測台站的工作;接收來自各台站的數據。控製中心大廳有巨大的顯示屏幕,上麵顯示著火箭、衛星、宇宙飛船的飛行狀態。