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我国有无可能在南沙设立新的火箭发射场? 第1页

  

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不可能。因为成本太高。

南沙那些岛屿没有自持能力。吃喝拉撒用全要靠船运过去。成本太高。

这就是为什么当年建这几个岛的时候是就地抽沙,而不是用船运建筑材料。

给个实例,有点感性认识:

2014年威马逊台风重创广西的小岛斜阳岛。岛上几十间房屋受损。重建的时候为难了——成本太高。

建筑材料运到到斜阳岛上的成本如何?岛民苏海春给我们算了一笔账:在带我们上岛时,他在涠洲岛买了4袋水泥。每袋水泥40元共160元,从市场拉到南湾码头50元,坐小船到渔船上20元。即是说,4袋水泥就花了230元。这还不算上把水泥从涠洲岛运送到斜阳岛的船费成本,如果加上船费成本,这四袋水泥的花费就要近700元。

而另一位岛民的计算更为清楚:一块在北海售价几角钱的火砖,在涠洲岛卖2元。运送到斜阳岛,价格要超过7元。如此一算,面对斜阳岛上数十间的危房,重建成本可能都要上百万元。

【斜阳岛房屋受损调查】码头损毁、运输成本高等问题,让斜阳岛重建成为一个难解的结(大量图片)-北海时事开讲-北海365网(beihai365.com)

斜阳岛距离陆地几十公里,几毛钱的砖头就变成了几块钱。要是运到南沙那些小岛去,几毛钱的砖头恐怕就变成了几百块钱。

所以,南沙没有条件设立火箭发射场。


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有“航天鸽王”之称的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)终于在2021年年底前由阿丽亚娜5型运载火箭发射升空。

一位朋友问:詹姆斯·韦伯太空望远镜是在美国生产测试的,美国自己有航天发射场和重型运载火箭,为什么要送到4000公里外的地方发射?

答案很简单:阿丽亚娜5型运载火箭可靠性更高;库鲁更靠近赤道。JWST将要发射到距离地球150万公里的拉格朗日L2点,从圭亚那航天中心发射,火箭也能从地球自转借多一些力。

库鲁处于北纬5°3',是目前全球唯一一座靠近赤道的发射场,欧美许多重型地球静止轨道卫星都是从这里发射升空,还能发射更大更重的航天器到月球和更遥远的太空。

第二个问题来了:我们的曾母暗沙比圭亚那的库鲁更靠南,是不是能够吹沙填海、把曾母暗沙也打造成中国版的“库鲁”航天城,以后载人登月、探索火星岂不是更方便?

这是许多人感兴趣的问题。

曾母暗沙是中国最南端领土,位于海南文昌以南1750公里,其主礁地理坐标为北纬3°58′20″N,东经112°16′53″,比库鲁更靠近赤道,遗憾的是这里并不适合建成航天发射场。

欧洲地域辽阔,为什么不就近发射火箭,却把发射场设在南美洲?其中一个重要因素是:地球自西向东运转,运载火箭大多要向东、南或向东南方向发射,欧洲小国林立、人口稠密,火箭残骸落到哪里都很危险,万一发射失败落到地上爆炸起火那更是不堪设想。库鲁航天中心的东边就是广阔的大西洋,距离非洲西海岸超过4000公里,你不必担心火箭砸到花花草草。

我们回来看看曾母暗沙,它的东边128公里就是马来西亚的沙捞越州,再往前走230公里又到了印尼的东加里曼丹省,即便是火箭成功发射,助推器残骸也会掉到他们的地盘上,人家肯定不乐意。

让我们回顾天问一号火星探测器的发射过程:2020年7月23日12时41分从海南文昌发射,第173秒助推器分离,第285秒抛整流罩,第475秒一级火箭分离,这些火箭残骸都会落在900公里范围内的狭长地带。航天发射场的选择首先应考虑残骸掉落有哪些风险,文昌发射场向东南980公里的海洋都处于九段线范围内,因此火箭残骸不会有影响。

另一个问题也得提一提,曾母暗沙礁盘太小,主礁盘形似纺锤,面积仅2.12平方公里。它是终年淹没在海面之下的沙洲,没有露出水面的部分,最浅处也有17.5米,航空母舰开过去都没问题。

朋友们可能会说,这没啥!咱们最擅长的就是创造奇迹。你看那美济礁、永暑礁、渚碧礁......不都是几年之内旧貌换新颜嘛!

大自然的鬼斧神工在永暑岛肉眼可见,这一方面得益于我们现在有得力的工具,同时也因为永暑岛先天的自然条件。永暑岛是一个长26.5公里、最宽处7.7公里的一个巨大枣核形珊瑚环礁,我们只填了它西南边3.8 × 1.1公里的一个小角,因为其它地方泻湖的深度太深,绞吸船探不到底,自然也没办法挖取足够的骨料来吹填。

类似情况在别的岛礁也有出现:美济礁是一个先天的珊瑚环礁,低潮时四周有部分露出水面;中心泻湖比较浅,所以在吹填时,绞吸船大多集中在泻湖靠近环礁的区域作业,不会跑到环礁外边去,外边的水深往往要超过1千米。

你很难想象谁会以精卫填海的方式从1700公里之外的地方拉来一船船石头造岛,即便是动用巨型绞吸船就地取材,其成本也决非普通国家所能承受。

天鲲号是亚洲最大、世界第二的重型自航式绞吸船,它有140米长、27.8米宽,满载排水量17000吨,一个小时能从海底挖出6000立方米泥土,并将其输送到15公里远的地方。天鲲号并非无所不能,它的最大挖深只有35米,即便是将它开到曾母暗沙也只能吹出一片很小的陆地——可以作气象观测、打击海盗等用途,但不足以支撑一座航天发射场的运行。

尽管文昌航天发射场处于北纬19.6度,距离赤道还有2100公里,但对于未来的载人登月以及行星探测任务而言,这已经是一个很不错的位置了。相较于高纬度发射场,同一型号火箭在文昌发射的运力可提高10%,即便是搬到赤道,再提升的空间已经不大。

考虑到曾母暗沙周边缺乏足够的安全空间、其本身的面积小、建设成本极高,因此靠填海造岛的方式在别人的眼皮底下新建一座航天发射场是不现实的。


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先做个简略的半定量计算。

条件如下,

地球半径取平均值6371Km,文昌纬度19度,地球自转线速度0.438Km/s。

南沙地区,南纬4度,地球自转速度线速度0.462Km/s。

目标轨道高度400Km圆轨道,则g=8.676m/s2。

目标轨道线速度为7.664Km/s,则在文昌发射,火箭须提供的速度增量为7.251Km/s(速度计算采用矢量和,非单纯的数字加减)。在南沙发射,火箭提供的速度增量为7.203Km/s。

二者相差48m/s,差距是不是远远小于主观想象?而且,以上计算是建立在只要求载荷入轨,对载荷倾角没要求的基础上,如果轨道倾角大于19度,反而文昌发射是更有利的。而目前我国空间站的轨道倾角是42度,围绕空间站的发射任务都要到这个轨道上去。大多数对地观测卫星,为了覆盖更大的地球表面,也会选择大一些的轨道倾角。因此,选择南沙建立发射场的优势并不明显!

文昌目前主要的问题是,东南方向是菲律宾,为了不让火箭一级残骸和整流罩落在菲律宾境内,长五进行了特化设计,分离时间,级间比等参数不是按照运力最大化设计的,运力受到了一定影响。南沙的东面是马来和印尼,领土领海分布范围更广,这个问题会更严重!

其实,我个人观点,我国最理想发射场应该建在台湾垦丁,向东就是广阔的太平洋,发射方向的选择相当自由!残骸落区选择也相当自由!火箭可以通过海运转运,直径选择相当自由!




  

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