中国三大航天中心与世界九大.doc

我国三大航天中心 一、中国航天业的背景知识：世界最大的商用卫星制造国是美国，美国客户一直是卫星发射市场上的主角，美国参加卫星发射市场竞争，“肥水不流外人田”，加上对华政策上的考虑，有可能使中国长征火箭“巧媳妇无米下炊”。日本苦心经营的H2火箭一直发展不顺利，直到最近改进型H2A火箭发射成功才扭转了这一局面。目前日本急欲借助联盟这个大平台重振日本航天业。因受地理条件限制，日本火箭发射地点一直不理想。而阿丽亚娜空间公司所属的法属圭亚那库鲁航天中心被公认为世界上最佳发射地点。据悉，与世界上其他发射地相比，在那里发射，卫星飞行可平均节省20的能量，大大延长了卫星的寿命。因此日本很有可能借联盟之机与欧洲商讨租用发射地一事。从发射火星探测器、发展载人航天、发展超高速航天器、参与国际空间站到发射侦察朝鲜和亚太地区的卫星以及参加卫星发射联盟，一个航天技术发达的日本已迅速呈现在中国乃至世界面前。中国有被挤出国际市场之忧! 上世纪90年代，中国火箭曾在国际商业发射市场占有一席之地，先后有6种长征火箭发射过20多颗外国卫星。然而，目前长征火箭在国际市场面临困境。上个世纪末已有美欧中俄乌，本世纪将有日本和印度进入市场，此次又有美日欧成立发射联盟，加上美国政府有意限制我国火箭发射美国卫星，如果中国不及时采取有效措施，有可能会被边缘化，乃至挤出国际市场。有专家认为，航天事业的商用化和市场化过程起始于60年代末，今后将继续发展和完善。在这个趋势面前，中国应有相应的规划和措施。俄罗斯、日本与美国和欧洲进行广泛的合作是值得借鉴的。中国也可以与俄罗斯、乌克兰进行更广泛的商业性合作。中国航天技术已经较为发达，近来探月和载人航天技术受到欧洲极大关注，可以借此扩大与欧洲的合作，并建立一些类似美俄、美日欧的合作关系，尤其应该多注重商业方面的考虑。航天发射场一般应选择在人烟稀少、地势开阔、交通方便、水源、气候条件适宜的地区。载人航天发射场除应具有这些条件外，还必须更多考虑人的安全，如雷电天气要少，有较好的空中和地面电磁环境；在火箭发射方向的沿途，近百千米内最好没有高山密林和较密集的居民点等。 2003年10月15日我国航天业将迎来崭新的一页.航天发射场一般应选择在人烟稀少、地势开阔、交通方便、水源、气候条件适宜的地区。载人航天发射场除应具有这些条件外，还必须更多考虑人的安全，如雷电天气要少，有较好的空中和地面电磁环境；在火箭发射方向的沿途，近百千米内最好没有高山密林和较密集的居民点等。我国的酒泉发射场是一个符合上述要求的载人航天发射场。它本是我国三大卫星和运载火箭发射中心之一，拥有先进、完善的发射设施。为了适应载人飞船的发射，不仅新建、改建了测试厂房、发射塔架，而且采用了先进的发射技术，例如火箭在垂直状态下进行总装和测试、火箭连同飞船在垂直状态下整体运输以及远距离测试发射技术。“神舟号”飞船两次发射工作的顺利进行证明，这些发射新技术的应用是成功的。西昌卫星发射中心西昌卫星发射中心位于中国西南部四川省的西昌城北60公里的峡谷中，其总部位于距发射场65公里处的西昌市内，发射台的坐标位置为东经102度、北纬28.2度。西昌地区属亚热带气候，全年平均气温为摄氏16度，该地区全年地面风力柔和适度。该发射中心位于成都至昆明的铁路干线（成昆线）和四川至云南的公路线上，西昌市距离成都535公里。西昌卫星发射中心有一条专用铁路支线和公路支线与技术中心和发射场区连接。公路有8米宽，是水泥路面铺就的。 西昌机场位于西昌市北郊，距离市中心和发射中心分别为13.5 公里和50公里。该机场的跑道长3600米，能够起降C-130、安124和波音747等大型飞机。 卫星发射测试，指挥控制，跟踪测量，通信，气象，勤务保障六大系统的相应场区，都分散在峡谷之中的不同区域。76米高的发射塔架和300多米高的避雷塔，巍峨的耸立于峡谷的底端。这里是一个三面环山，向东南开口的半封闭小盆地，面积约2平方公里。塔架由11层工作平台和相对应 的电缆提杆组成，同时对星箭进行吊装对接，加注燃料和垂直测试。在点火的那一瞬间，平台自动旋转星箭分离，固定火箭的螺拴也随即启爆，火箭喷出熊熊烈焰拔地而起。发射塔架两侧的山体内，是与场区相匹配的指挥，测试，控制以及供应水，电，气的设施。进入火箭发射的最后半小时程序后，地面人员就全部转入山体内。技术厂区，位于发射场区不远的山坳里。一幢幢乳白色的高大建筑隐没于绿树深处，是卫星发射进行装配，加注，测试及火箭水平测试的地方，也是国内目前最先进，最优越的厂房，西昌卫星发射中心主要用于广播、通信和气象卫星进入地球同步轨道的发射任务。利用有线网络和卫星通讯网络，西昌卫星发射中心可以提供内部和国际电话、电传及传真服务。 酒泉卫星发射基地酒泉卫星发射中心位于中国西北部甘肃省酒泉市东北210公里处的巴丹吉林沙漠深处地区，发射场的坐标位置为东经100度、北纬41度，海拔1000米。该地区属温带沙漠气候，全年少雨，白天时间长，年平均气温8.5摄氏度，相对湿度为35-55%，环境条件很适合卫星发射。兰州至乌鲁木齐的铁路（兰新线）在清水地区有一条支线直达酒泉卫星发射中心的技术中心和发射场区。鼎新机场在酒泉卫星发射中心以西75公里，机场跑道长4100米、宽80米，可起降C-130及波音747等大型飞机。8米宽水泥路面的公路连接技术中心和发射场区，适合卫星从机场到技术中心和发射场区的运输。酒泉卫星发射中心主要用于执行中轨道、低轨道及高倾角轨道的科学实验卫星及返回式卫星的发射任务。自1970年长征一号运载火箭（LM-1）成功发射中国第一颗卫星东方红一号以来，酒泉卫星发射中心用LM-1、长征二号丙（LM-2C）及长征二号丁（LM-2D）火箭已成功发射了20多颗科学实验卫星。1992年10月，酒泉卫星发射中心首次为国际用户执行了发射任务，即利用LM-2C火箭发射我国返回卫星的机会搭载发射瑞典空间公司的FREJA卫星进入预定轨道，获得成功。 酒泉卫星发射中心始建于1958年，是中国最早的卫星发射中心，其卫星发射设施十分先进。酒泉卫星发射基地是中国建设最早，规模最大的卫星发射中心，也是各种型号运载火箭和探空气象火箭的综合发射场，拥有完整、可靠的发射设施，能发射较大倾角的中、低轨道卫星。中心自1958年创建以来，曾为中国航天事业的发展创造过骄人的八个第一；1970年4月21日，中国的第一颗人造地球卫星在这里升起；1975年11月26日，第一颗返回式人造地球卫星在这里升空；1980年5月18日，第一枚远程运载火箭在这里飞向太平洋预定领空；1981年9月20日，第一次用一枚火箭将三颗卫星送上太空至今,酒泉卫星发射中心已成功地发射了21颗科学试验卫星,其中,这里发射的8颗可收回卫星,成功率达100%。为中国著名的三大卫星发射基地之一。目前，对国内游客开放的景点有：卫星发射场、指挥控制中心、长征二号火箭、测试中心、卫星发射中心场史展览馆、革命烈士陵园、东风水库、沙漠胡杨林等。中心有二星级标准的东风宾馆可供游客下塌。太原卫星发射中心 太原卫星发射中心位于山西省的西北部，距离太原市284公里。 太原卫星发射中心在海拔1400-1900米之间，其东部、南部和北部三面环山，西边是黄河。由于海拔高，周围有高山阻隔，缺少海风影响及气候寒冷干燥等特点，该地区属于温带大陆性季风气候，冬天时间长且寒冷，夏天时间短，年平均温度为4-10摄氏度，夏季最高温度达28摄氏度，冬季可降至零下39摄氏度。太原卫星发射中心地区的平均地面气压为850mPa，平均湿度为50-60%，年平均降水量为540毫米。每年1月份是该地区的最冷月份，平均温度为零下12摄氏度，平均风速3米/秒。每年7月份是最热月份，平均温度为24摄氏度，平均风速也是3米/秒。 由于地处山区，太原卫星发射中心空气清新无污染，居民和工业用水来自地下500米处，如矿泉水般清澈，生活环境安静祥和。 太原卫星发射中心适合发射多种卫星，特别是地球低轨道和太阳同步轨道卫星。发射中心的火箭和卫星厂房、设备处理间、发射操作设施、飞行跟踪及安全控制设施，轨道预报间等建筑具有艺术风格。到目前为止，太原卫星发射中心已经分别用长征四号运载火箭（LM-4）和长征二号/ SD 运载火箭（LM-2C/SD）成功地发射了所有国产的太阳同步轨道气象卫星以及美国的12颗铱星。 世界九大航天发射场【肯尼迪航天中心】位于美国东部佛罗里达州东海岸的梅里特岛，成立于1962年7月，是美国宇航局(NASA)进行载人与不载人航天器测试、准备和实施发射的最重要场所。 【西部航天和导弹试验中心】位于美国西部洛杉矶北面的西海岸，成立于1964年5月，是美国最重要的军用航天发射基地。主要用于战略导弹武器试验、武器系统作战试验和发射各种军用卫星、极地卫星等。 【拜科努尔发射场】位于哈萨克斯坦拜科努尔市西南288公里处，建于1955年，是前苏联最大的导弹和各种航天飞行器发射场。 【普列谢茨克基地】位于俄罗斯白海以南300公里的阿尔汉格尔斯克地区，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，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。 【酒泉卫星发射中心】位于中国甘肃酒泉以北的戈壁滩上。主要利用长征系列火箭发射大倾角、中低轨道的各种试验卫星和应用卫星。 【西昌卫星发射中心】位于中国四川省西昌市西北65公里的幽深峡谷中，专门用于发射地球静止卫星。 【种子岛航天中心】位于日本南部种子岛南端，建成于1974年。主要用于发射试验卫星和应用卫星。 【库鲁发射场】位于南美洲北部法属圭亚那中部的库鲁地区，建成于 1971年。目前是法国唯一的航天发射场，也是欧空局(ESA)开展航天活动的主要场所。 【圣马科发射场】位于肯尼亚福莫萨湾海岸约5公里的海上，正式启用于1967年，是世界上唯一的海上航天发射场。曾多次用美国的“侦察兵”火箭发射小型航天飞行器。 中国载人飞船将一步到位实现载人航天(多图)苏联“联盟号”飞船由轨道舱、返回舱和服务舱组成，能载23人。凭借自己的实力和借鉴别国的经验，我国将研制第3代飞船多人多舱的载人飞船，一步到位实现载人航天。今年1月10日，我国成功地发射了“神舟2号” 三舱式载人飞船“神舟号”试验飞船由轨道舱、返回舱和推进舱3段组成。无人飞船，它在太空运行了7昼夜，环绕地球108圈，圆满完成了预定的空间科学和技术试验任务，于1月16日成功返回，准确着陆。“神舟2号”无人飞船的成功发射与返回，表明我国已为载人飞船的上天奠定了坚实的技术基础，再经过几次无人飞船试验，中国的航天员将遨游太空。航天技术的水平与成就是一个国家经济、科学、技术实力的综合反映。载人航天是航天技术向更高阶段的发展。用本国的载人航天器将航天员送入太空并安全返回，更是一个国家综合国力强大的标志、国际威望上升的先兆，是振奋民族精神、鼓舞人民进取的强大动力。迄今为止，只有苏联(俄罗斯)和美国实现了载人航天。中国是世界上第5个能独立发射人造卫星的国家，很早就拥有了大推力的运载火箭。1986年，中共中央、国务院批准了高技术研究发展计划(863计划)纲要，把航天技术列为我国高技术研究发展的重点之一。“863”高技术航天领域的专家们在深入细致论证的基础上描绘出我国航天技术发展前景的蓝图，一致认为载人航天是我国继应用卫星和卫星应用之后合乎逻辑的下一步发展目标，并根据“有限目标，突出重点”的方针，提出“把研制和发射载人飞船作为发展载人航天的第一步”的建议。此项建议经过国家的审查、批准，并获得工程立项。1992年中国开始实施载人飞船航天工程，研制了载人飞船和高可靠性运载火箭，开展了航天医学和空间生命科学的工程研究，选拔了预备航天员，研制了一批空间科学试验装置。1999年11月20日至21日，我国成功地发射并回收了第一艘“神舟号”无人试验飞船。这标志着中国在载人航天领域迈出了重要的第一步。必须了解太空环境太空是一个高真空、超低温、强辐射的场所，这种环境对人体来说是致命的。人一旦暴露于其中，将面临失压、缺氧、低温和辐射损伤4大危险。进入太空，没有了大气，人无法呼吸；没有了大气压，人会因内脏、器官的胀裂而丧命。那里没有空气，当然也没有氧气。在太空零下269的超低温环境中，有许多射线和高能粒子，它们能穿透普通的衣服，深入人体，引起内脏、器官病变，甚至致人于死地。所以，人必须乘坐专门设计的、与外界隔绝的载人航天器才能在太空中安全地生活、工作。如果要离开航天器进入开放的太空，就必须穿上特制的航天服。现有的3种载人航天器迄今为止，人类研制发射成功并正在使用的载人航天器一共有3种：载人飞船、太空站和航天飞机。载人飞船，简称“飞船”，是一种乘载人员较少(3人以下)，在太空作短期(十几天以内)运行，然后返回地面的、一次性使用的航天器。太空站是一种体积较大、可接纳多名(36人)航天员在其中长期工作或作短期巡访的航天器。太空站在轨道上长期运行，不返回地面。既可在有人照料下工作，也能在无人值守时自主运行。航天员的生活必需品及太空站所需的物资必须用载人飞船或航天飞机等运输器定期或不定期送去。载人飞船和太空站自身没有大推力的动力装置，必须靠运载器将它们送入太空。航天飞机则是一种兼有航天-运载双重功能的载人航天器。它由轨道器、固体助推火箭和外挂推进剂贮箱3部分组成，是当前惟一可部分重复使用的航天-运载器。这3种载人航天器的用途各有侧重，在技术上难度也有较大差别。航天飞机结构复杂，功能齐全，代表着当代航天技术的领先水平。载人飞船相对说来复杂程度低一些。 中国载人飞船从多人多舱起步苏联和美国在研制载人飞船时都经历了体积由小到大，乘员从单人到多人，结构由单舱到多舱，任务由环地飞行到登月飞行，技术从简单到复杂的循序渐进的发展过程。美国的发展系列是“水星号”(载1人)“双子星座”(2人2舱)“阿波罗”(3人3舱，指挥-服务-登月)。苏联的发展系列是“东方号”(载1人)“上升号”(载23人)“联盟号”(3人3舱，轨道-返回-服务)。载人航天工程的核心是载人航天器。对于一个具有一定航天运载能力的国家，发展载人航天面临的技术难度最高和所需投资最大的任务是研制载人航天器。在已有的3种载人航天器中，应选择哪一种作为突破口呢?从历史上看，苏(俄)、美都是从载人飞船起步的，成功后苏联建立了太空站，致力于长期载人航天研究活动；美国则发展了航天飞机，实现了部分重复使用、航天器与运载器相结合的天地往返运输系统。20世纪70年代，苏联相继发射了7个“礼炮号”太空站；1981年4月12日美国航天飞机首次发射成功。从此，世界航天时代进入了以航天飞机与太空站为标志的新阶段。我国在1992年开始研制载人飞船之前，“863”高技术航天领域的专家们曾为这个问题进行了近5年的研究。对从研制飞船起步和越过载人飞船直接发展航天飞机的多种技术方案进行了充分的论证、比较、分析，甚至激烈的争论。最后，根据我国的国情和国力，遵照“有所为，有所不为”和“有限目标、突出重点”的“863”高技术研究发展的指导思想，专家们一致同意从飞船起步。同时考虑到我国在运载火箭和应用卫星方面已拥有相当坚实的技术基础和丰富的研制经验，以及有可能借鉴国外研制载人飞船的经验，我国可一步到位研制第3代飞船多人多舱的载人飞船。8年来“神舟号”载人飞船的研制实践的进展证明，这一建议是正确的。造船为建站，建站为应用在“863”高技术航天领域中曾流行过一个顺口溜：“造船为建站，建站为应用。”它一语道出了发展载人飞船的宗旨。 美国“双子星座”飞船由返回舱和连接舱两部分组成，能载2人。载人飞船的实际用途是：(1) 为突破关键技术，掌握载人航天的基本技术和航天医学工程基础知识进行演示验证；(2) 进行两个航天器(其中至少有一个是载人航天器)太空交会对接和航天员出舱活动等试验；(3) 作为太空站的运输器，为其运送航天员和物资；(4) 作为太空站的应急救生船；(5) 开展空间应用和科学技术试验；(6) 为载人月球航行和载人行星航行创造条件。其中主要的用途是作为太空站的运输器。若将载人飞船中的航天员座椅、环境控制与生命保障、返回着陆、应急救生等系统拆除，改装成不返回的、专门运货的飞船，可以大大提高飞船的运载能力。例如，由“联盟号”载人飞船改装成的“进步号”运货飞船，每次可运送2.5吨物资，是2名航天员重量的近20倍。载人飞船在飞行试验过程中可以搭载各种仪器设备，进行对地观测、空间探测、天文观测和空间生命、空间材料、微重力等空间应用和科学实验。但是，飞船并不是执行空间应用和科学实验等任务的理想工具。从对地观测、空间探测等应用需要较长的在轨工作时间来看，飞船不如卫星。飞船每次在轨运行最多十几天，而卫星的在轨工作时间以年计。有些科学实验需要有人照料，从这点来看，飞船不及太空站。飞船上地方狭窄，航天员的活动余地很小；太空站地方大，可装载较多的科学仪器设备，能够开展更多的活动。某些空间应用和科学实验要求高精度的姿态稳定度和高水平的微重力条件，从这点来看，飞船也不如卫星和太空站。卫星上没有人活动产生的干扰，容易保证姿态控制的高稳定和微重力的高水平；太空站因其质量比航天员体重大2个数量级，航天员活动所产生的干扰，对太空站的姿态稳定和微重力条件的影响比飞船小得多，可以忽略。由此可见，为了提高航天飞行的效益，更好地为对地观测、空间观测、天文观测和空间生命、空间材料、微重力等空间应用和科学实验服务，载人航天的下一步应建立太空站。三舱式载人飞船的组成三舱式飞船的3个舱段按由前到后(或在发射台上时由上到下)的次序是轨道舱、返回舱和推进舱。轨道舱是飞船进入轨道后航天员工作、生活的场所。舱内除备有食物、饮水、睡袋、大小便收集器等生活装置外，还有空间应用和科学实验用的仪器设备。舱的前端外部装有交会对接机构，后底上有一舱门，与返回舱相通。轨道舱外两侧装有供电用的太阳能电池翼。返回舱的前部呈球形，有舱门与轨道舱相通。返回舱是飞船的指挥控制中心，是航天员在起飞、上升和返回阶段乘坐的。内设座椅，座椅前方是仪表板，显示飞船上各系统及其设备的状况。航天员通过这些仪表监视并在必要时控制船上系统及其设备。推进舱又称设备舱，呈截锥形或圆柱形，主要装载姿态与轨道控制用的发动机、推进剂、电源、环境控制、通信等系统的部分设备。推进舱外两侧也装有太阳能电池翼，为飞船提供电能。按照国外的做法，航天员返回后，飞船的轨道舱就废弃在轨道上了。我国的“神舟号”飞船却具有“留轨利用”的功能。这就是当航天员乘返回舱返回地面后，留在轨道上的轨道舱由太阳能电池翼继续供电，舱内的仪器设备能在无人值守的情况下，像卫星一样自主地工作，将大大延长飞船执行太空任务的工作寿命，充分发挥飞船的“余热”。我国载人航天6大系统载人航天是一项由6个系统组成的大规模工程，载人飞船只是这个工程的一个系统。载人飞船的发射、运行和返回，离不开其它5个系统的支持与保障。这5个系统是运载火箭、航天员选拔与训练、载人航天发射场、航天测控网和返回着陆场。运载火箭是航天飞行的基础，是将飞船送上太空的千里马。一艘三舱式载人飞船的质量为78吨。按照发射近地轨道航天器所需的能量要求火箭起飞质量与其有效载荷质量之比大约为501估计，发射飞船需要一支起飞重为350400吨的运载火箭，起飞推力达到40005000 千牛。载人航天运载火箭除了要有足够大的推力外，还必须保证高可靠性。我国“长征2号F”运载火箭长583米，起飞重量479.7吨，能把飞船送入200千米至450千米的轨道。除对原有的箭体结构、动力装置系统、控制系统、遥测系统、外弹道测量系统进一步提高可靠性外，“长征2号F”火箭还增加了故障检测系统和逃逸救生系统(逃逸救生塔)，火箭飞行可靠性达97，航天员的安全性达到了99.7。航天员既是载人飞船的乘客，又是飞船的主人。航天飞行要求航天员在特殊的环境中执行复杂的任务。航天员必须具备健康的生理条件和良好的心理素质，掌握较全面的科学技术知识和熟练的操作技能。因此，航天员必须经过严格的选拔与精心的培训。航天员的选拔和训练是一个医学与工程相结合的新课题，涉及生命科学、医学和环境工程等领域，需要配备一系列用于进行生理、心理检查、测试和航天环境模拟试验的装置。我国较早建立了航天医学工程试验基地，开展了相应的研究试验。目前已从歼击机飞行员中选拔出一批预备航天员，正在进行集训。 航天服试验我国的航天服试验在航天医学工程研究所的压力舱内进行。航天发射场一般应选择在人烟稀少、地势开阔、交通方便、水源、气候条件适宜的地区。载人航天发射场除应具有这些条件外，还必须更多考虑人的安全，如雷电天气要少，有较好的空中和地面电磁环境；在火箭发射方向的沿途，近百千米内最好没有高山密林和较密集的居民点等。我国的酒泉发射场是一个符合上述要求的载人航天发射场。它本是我国三大卫星和运载火箭发射中心之一，拥有先进、完善的发射设施。为了适应载人飞船的发射，不仅新建、改建了测试厂房、发射塔架，而且采用了先进的发射技术，例如火箭在垂直状态下进行总装和测试、火箭连同飞船在垂直状态下整体运输以及远距离测试发射技术。“神舟号”飞船两次发射工作的顺利进行证明，这些发射新技术的应用是成功的。载人飞船的在轨运行离不开地面的支持，地面通过测控与通信系统与飞船保持联系。测控与通信系统一般由轨道测量、遥测、遥控、火箭安全控制、航天员逃逸救生控制、计算机系统及监控、船地间通信、地面通信等设备组成。我国的载人航天测控网包括北京航天指挥控制中心、西安卫星测控中心、陆地测控站、海上测控船以及连接它