世界唯一的海上航天發(fā)射場

　　圣馬科發(fā)射場位于非洲東部肯尼亞東海岸的恩格瓦納海灣。距海岸4.8千米，有一個巨大的海上平臺，這就是意大利政府委托羅馬大學(xué)航空與航天研究中心籌建并管理使用的圣馬科航天發(fā)射場。圣馬科發(fā)射場處于南緯2.9度，東經(jīng)40.3度的位置，是距赤道最近的一個航天發(fā)射場，同時也是世界上惟一的一個海上發(fā)射場。

　　“神圣的象征”

　　海上發(fā)射場與陸上發(fā)射場不同，海上發(fā)射場的發(fā)射臺的臺柱完全固定在汪洋大海的大陸架上臺面露出水面，類似海上石油鉆井平臺。衛(wèi)星和火箭由大型艦船運來，再安裝在發(fā)射架上實施發(fā)射。

　　意大利國家空間項目構(gòu)想開始于20世紀60年代。1962年研究小組決定在非領(lǐng)海建造發(fā)射平臺，意大利的國有石油企業(yè)得以擔此重任，并命名為 “神圣的象征”(Saint Mark)，這樣意大利首個空間項目圣馬科(San Marco)也由此得名，該項目最初在1962年NASA與羅馬大學(xué)簽訂關(guān)于圣馬科項目的合作協(xié)議。與NASA合作，其中包括還未與海上基地直接聯(lián)系的最初階段。研究小組對圣馬科這一命名非常滿意，因為Saint Mark 是威尼斯的守護神，同時也寓意著航海人的守護神。

　　60年代中期，意大利在印度洋中建立了第一個民用的移動式赤道發(fā)射場——圣馬科發(fā)射平臺 (San Marco platform)。它包括兩個不同類型的平臺。一個起發(fā)射臺作用，另一個是控制發(fā)射的指揮所。圣馬科發(fā)射場于1966年投入使用，最初用于美國研制的 “偵察兵”運載火箭(SCS:Space Communication Satellite)的發(fā)射。美國使用“偵察兵”運載火箭主要發(fā)射“探險者”號軌道探測器、空間電火箭試驗衛(wèi)星(SERT:Space Electric Rocket Test) 以及軍用秘密衛(wèi)星，同時也為歐洲國家發(fā)射一些科學(xué)探測和試驗方面的衛(wèi)星，例如，把意大利研制的“圣馬科”2號小型科學(xué)探測衛(wèi)星、“圣馬科”6號衛(wèi)星以及英國的“羚羊號”(Ariel)系列衛(wèi)星、法國的“法蘭西”1號衛(wèi)星和送入了赤道軌道等。

　　由于是世界上迄今為止惟一一個可以使用的海上發(fā)射場，又曾經(jīng)為美國發(fā)射過軍用秘密衛(wèi)星，圣馬科發(fā)射場也成為一些科幻小說家創(chuàng)作的素材——有人把它描畫為美國實施空間作戰(zhàn)的基地，有人則把它描寫成未來作戰(zhàn)打擊的目標，還有人把它描繪為風(fēng)光秀麗的海邊小鎮(zhèn)。

　　優(yōu)越的位置

　　圣馬科發(fā)射場主要由發(fā)射平臺、控制平臺和陸上集結(jié)營地組成。發(fā)射平臺是一個矩形的鋼鐵海上平臺，長91米，寬28米，深4米，重2 500噸，甲板容量 5 000噸。為了進一步穩(wěn)定平臺，使其能承受發(fā)射時的巨大反沖力，平臺備有20個鋼制沉箱柱，由一個氣壓系統(tǒng)使這些沉箱柱扎入海底。發(fā)射臺平時的供電系統(tǒng)由8臺100千瓦的柴油發(fā)電機供電，在發(fā)射進入倒計時后則由控制系統(tǒng)切換到海底電纜輸送電力模式，以確保電力供應(yīng)的安全可靠。在這個3 000平方米的海上平臺上，配備有“偵察兵”火箭發(fā)射架、探空火箭發(fā)射架、總裝測試房、各級運載火箭庫房等設(shè)施和設(shè)備。控制平臺也建在海上，由石油鉆井平臺改建而成，距發(fā)射平臺920米，平臺呈正三角形，每邊長40米，由三個支撐架插入海底。控制平臺上建有發(fā)射控制中心、航天器控制中心、遙測站、雷達和自毀指令發(fā)射系統(tǒng)等設(shè)備，是整個發(fā)射場的神經(jīng)中樞。陸上集結(jié)營地是執(zhí)行任務(wù)時的后勤保障基地，設(shè)在與發(fā)射場最近的陸地上，發(fā)射場需要的物品可通過附近的港口運送到這里。從這里進行赤道軌道航天器的發(fā)射，無需進行較大的軌道修正，它是赤道軌道航天器的理想發(fā)射場。

　　目前世界上僅有兩座航天發(fā)射場建在赤道附近，而且都是在境外選址，這就是法國屬地庫魯發(fā)射場和意大利屬地圣馬科發(fā)射場。

　　航天發(fā)射場的選址及硬件要求

　　航天發(fā)射場是發(fā)射航天器的特定地域，為航天工程重要組成部分。依據(jù)航天運輸系統(tǒng)的技術(shù)特點、規(guī)模及以器材、工作人員、航天員安全為核心的控制要求，所選發(fā)射場通常應(yīng)在工業(yè)中心和鐵路干線附近，周圍2～4平方千米范圍內(nèi)無工業(yè)建筑，地勢平坦；于基本射向兩側(cè)±15度，距發(fā)射工位60～80千米范圍內(nèi)，視野開闊，交通便利，且少雷暴大風(fēng)，以便運載火箭各級分離后墜落不致危及生命財產(chǎn)的安全。一年四季滿足發(fā)射對氣象條件要求的時、日多。

　　此外還要考慮能源供應(yīng)和地理位置的因素。地理位置對于把人造衛(wèi)星發(fā)射到靜止軌道尤為重要，因為航天發(fā)射場離赤道越近，運載火箭把有效載荷送上這條靜止軌道就越容易、越經(jīng)濟。例如法國的“鉆石”號火箭在位于北緯31度左右的哈馬圭爾發(fā)射場發(fā)射，能把 30千克的有效載荷送入500至1000千米的地球軌道，而從建在南美圭亞那的庫魯發(fā)射場發(fā)射，因為它地處北緯5度左右，就能把113千克的有效載荷送上同樣高度的軌道，把運載能力提高了兩倍半。在赤道附近建造航天發(fā)射場的優(yōu)越之處，還在于運載火箭易于把有效載荷發(fā)射到其他星球，因為它們的軌道平面幾乎完全與地球赤道的平面重合。

　　目前各國的航天發(fā)射場基本組成包括：發(fā)射區(qū)、技術(shù)區(qū)(含發(fā)射控制區(qū))、指揮控制中心、航天測控站、應(yīng)急救生站、勤務(wù)保障和管理部門，以及載人航天器返回著陸場區(qū)。

　　發(fā)射區(qū)是用于航天運輸系統(tǒng)射前準備和發(fā)射的專用區(qū)域。一般發(fā)射區(qū)至少設(shè)置兩個發(fā)射場地(工位)。主要設(shè)施有發(fā)射裝置(分固定式或活動式)、航天器和運載火箭地下前置設(shè)備間、加注、供氣、供配電、消防、攝影、監(jiān)控、廢液處理設(shè)施和避雷裝置等。載人航天器發(fā)射中，發(fā)射裝置增加了航天員進出艙通道和應(yīng)急撤離設(shè)施(高速電梯、逃逸滑道或索道)，簡化了組裝對接和分系統(tǒng)檢測工作條件等功能；運載火箭推進劑加注控制與監(jiān)測等危險操作不再是設(shè)置于距發(fā)射臺數(shù)百米的推進劑房內(nèi)，而是設(shè)置于距發(fā)射場地數(shù)公里之外的發(fā)射控制室。

　　技術(shù)區(qū)是航天器、運載火箭和逃逸救生系統(tǒng)的各艙段、箱段、助推器與火工品，以及各組件運抵發(fā)射場后，進行組裝、檢測等綜合技術(shù)準備的地域。主要設(shè)施有：航天器運輸系統(tǒng)(垂直或水平)總裝測試廠房、航天器組裝測試廠房、特種測量設(shè)備檢測試驗區(qū)、發(fā)射控制室、航天員與有效載荷技術(shù)準備間、設(shè)于危險品儲存檢測與裝配區(qū)的逃逸救生器裝配檢測廠房和航天器推進劑加注檢測廠房；

　　航天飛機發(fā)射場專建有軌道器著陸機場及處理設(shè)施。(1)總裝測試廠房用于運載火箭(含助推器) 組裝檢測、載人航天器與運載火箭對接檢測、逃逸救生器與載人航天器運載火箭組合體之間對接與檢測。廠房內(nèi)設(shè)置兩個或多個總裝測試工位，儲存多枚運載火箭的轉(zhuǎn)載間，大量測試工作間、實驗室和會議室，還設(shè)有起吊、監(jiān)控、通信、供配氣、消防、有毒有害氣體測控、空調(diào)通風(fēng)等設(shè)備。由于轉(zhuǎn)載運輸狀態(tài)的不同，所對應(yīng)的總裝測試廠房的規(guī)模和設(shè)施布局有較大的差異。

　　(2)載人航天器裝配測試廠房功能跟總裝測試廠房中運載火箭組裝檢測部分類似。此外，增設(shè)了載人航天器氣密性檢測專用設(shè)施，航天員醫(yī)學(xué)監(jiān)督與醫(yī)學(xué)保障設(shè)備間、航天員食品儲存檢驗間和有效載荷設(shè)備間。

　　(3)特種測量設(shè)備檢測試驗區(qū)用于載人航天器交會對接雷達功能檢測與標定、返回艙(軌道器、著陸器)近地測高系統(tǒng)檢測與標定。航天員訓(xùn)練、生活區(qū)是用于航天員培訓(xùn)和生活管理。建于環(huán)境優(yōu)雅、僻靜的地方。區(qū)內(nèi)設(shè)置的醫(yī)學(xué)監(jiān)督與醫(yī)學(xué)保障設(shè)備種類齊全，生活娛樂設(shè)施配套，便于采用封閉式管理。測量控制、通信、指揮、監(jiān)測、控制和時間統(tǒng)一勤務(wù)及服務(wù)管理等樞紐部門一般設(shè)置于發(fā)射場區(qū)的中心地帶。

　　輝煌的前景

　　雖然圣馬科發(fā)射場有它獨特的地理位置優(yōu)勢，但由于發(fā)射場只能實施小型航天器的發(fā)射，在目前赤道軌道以大型應(yīng)用衛(wèi)星為主的情況下，圣馬科發(fā)射場施展才能的機會并不多。然而，從技術(shù)上講，圣馬科發(fā)射場可以用最經(jīng)濟和最快速的方式把航天器送入赤道軌道，也具備對赤道軌道航天器進行快速打擊的能力。從作戰(zhàn)角度講，發(fā)射場面積小，容易保護，雖然其移動式的設(shè)計并沒完全實現(xiàn)，但它應(yīng)該是可以移動的，更能增加其靈活性和生存能力。在不遠的將來，當小型化的航天器成為各國航天領(lǐng)域的發(fā)展重點時，圣馬科發(fā)射場定會大有作為。