●圖為愛國教育支援中心的火箭發動機模型。 作者供圖
●太原衛星發射中心在山東海陽附近海域使用捷龍三號運載火箭發射衛星。 資料圖片

中國的衛星發射中心主要包括酒泉衛星發射中心、太原衛星發射中心、西昌衛星發射中心。而西昌衛星發射中心亦負責管理和使用西昌和文昌兩個航太發射場。這是一個沿海內陸相結合、高低緯度相結合、各種射向範圍相結合的格局,亦是一個理想的衛星發射布局。

目前發射火箭有三種方式,分別是在地面發射、空中發射和海上發射,而中國主要是採用地面發射方式。

地面發射中心

酒泉衛星發射中心、太原衛星發射中心、西昌衛星發射中心三個都是中國的地面發射中心,酒泉衛星發射中心位於西北甘肅省戈壁灘,地勢平坦、人煙稀少、乾燥少雨,每年約有300天可進行發射試驗,是發射航天器的理想場所,也是中國目前唯一的載人航天發射場,亦是世界三大載人航天發射基地之一;太原衛星發射中心位於山西省高原地區,群山環抱、地勢高峻、安全性高,特殊的經緯度使這裏成為近地、極地軌道衛星發射的理想場所;西昌衛星發射中心位於四川省大涼山峽谷腹地,這裏屬於亞熱帶氣候,緯度低,海拔高,地空距離短,發射角度好,峽谷地形發射視窗長,主要承擔地球同步軌道衛星的發射任務。

海上發射中心

海上發射中心,位於山東省海陽港的東方航天港,是中國首個運載火箭海上發射母港,具備優越的地理位置和港口條件,可滿足小傾角、太陽同步軌道等多種軌道衛星的發射需求,具備發展商業航太產業的天然優勢。

海上發射的優點是可以節省運載火箭的燃料,增加運載火箭的有效載荷,這是因為在地球上越靠近地球赤道的地方,地球自轉產生的線速度越大,由於海上發射平臺不受陸地限制,可以在海上大範圍移動,亦可以讓火箭找到它的理想的發射地。

在海上發射火箭還具有射向範圍寬的優勢,這是由於海上發射平臺四周都是大海,火箭發射的覆蓋和射向範圍基本不受限制,可以滿足地球靜止軌道衛星、大品質極軌衛星、空間站和深空探測器等各類航天器的發射任務。

另外,因為在海上發射火箭可遠離人口稠密區,當火箭發射後,其助推器及第12級的殘骸可直接落入海中,所以能大大提高火箭殘骸墜落的安全性,即使在升空時發生故障或爆炸,也不會殃及平民或地面設施。當然,在海上發射火箭也存在一些不利因素,如容易受到海鹽空氣的侵蝕,且海上多雨和颱風,天氣情況複雜。此外,火箭發射時間不是隨時隨地,而是有發射視窗的要求,發射視窗是指最適合發射火箭進入預定軌道的特定時間段,需要考慮軌道參數、天氣條件等因素。

火箭發動機有兩種

比衝(比衝量、比推力)和推力是最能體現發動機能力的要素。其中,比衝代表火箭的效率,即一千克燃料可以持續產生推力的時間,比衝越高,火箭獲得的總動力越大,最終的速度越快;推力代表的是火箭的力量,是發動機噴出的燃氣產生的向前的反作用力,推力大小直接決定了火箭是否能夠克服地球引力,將航天器送入太空。

目前,世界上絕大部分火箭都屬於化學火箭,化學火箭發動機的類型主要分為液體發動機和固體發動機。固體火箭發動機和液體火箭發動機二者的優點和缺點都相對突出,固體發動機具有結構簡單可靠、易實現大推力、操作維護方便、可長期貯存等優點,但是它也存在推力調節相對困難、比衝偏低、工作時間偏短等劣勢;液體火箭發動機推力調節容易,比衝較高、工作時間較長,但是其在於結構複雜,大推力實現難、操作維護複雜、長期貯存性差等方面存在劣勢。

●梁偉傑 (愛國教育支援中心專業發展總監,兩次行政長官卓越教學獎得主)

介紹:愛國教育支援中心由香港教聯會主辦,旨在加強支援教育界推動國家安全及國民教育。中心今年特別成立航天科普教育基地,設有多個不同學習區,全面展示國家航天科技所取得的突破和成就,增強香港青少年對國家航天科技的認識。