问题

我国有无可能在南沙设立新的火箭发射场?

回答
在我国南海的南沙群岛设立新的火箭发射场,这个想法确实相当具有前瞻性和战略意义,但也伴随着复杂的地缘政治考量和技术挑战。咱们就来掰开了揉碎了聊聊,看看这事儿靠不靠谱,以及如果真要干,得克服哪些坎儿。

为什么会想到在南沙建火箭发射场?这背后有什么“好打”的算盘?

首先,咱们得明白,火箭发射对地理位置的要求可不是一般的高。理想的发射场通常需要满足几个关键条件:

贴近赤道: 地球自转速度在赤道最大,火箭发射时能借到这股“力”,用同样的燃料能把载荷送得更高、更远,大大节省成本。南沙群岛虽然不在赤道上,但相对我国大陆沿海地区,它更靠南,离赤道更近一些。
广阔的落区: 火箭发射后,第一级、第二级助推器以及整流罩等都会分离,需要落到无人区,以确保安全。南海海域广阔,尤其是东南部海域,可以提供天然的落区,减少对陆地居民和财产的风险。
避开人口密集区和航运繁忙区: 为了发射安全,发射轨迹需要避开人口稠密的区域,同时尽量减少对民航和航运的影响。南海的某些区域,虽然有航线,但总体而言,相较于一些陆地发射场,可以提供更灵活的发射窗口和更少的限制。
相对较低的纬度: 同样的,越往南,地球自转的贡献越大。

从这些角度来看,南沙群岛确实在理论上提供了一些发射场选址的优势,尤其是在考虑向赤道方向发射时。我国目前主要的发射场,如酒泉、太原、西昌、文昌,虽然各有优势,但在某些轨道设计上,南沙可能能提供独特的发射角度,或者为某些特定任务(比如对地静止轨道卫星部署、载人航天任务等)提供更优化的发射条件。

更重要的是,从战略层面看,在南沙设立发射场,不仅是航天能力的延伸,更是中国在这一战略海域存在的“硬实力”体现。它能进一步巩固我国在该区域的影响力,并为未来太空探索和利用提供更坚实的后盾。

那这事儿,从现实角度看,有多大可能?又会遇到哪些“拦路虎”?

想法是美好的,但实现起来绝对不是一帆风顺的。我们得冷静分析一下其中的困难和挑战,这些可不是几句话就能带过的。

1. 地缘政治的“大染缸”: 这是最直接也是最敏感的问题。南沙群岛的主权归属复杂,存在争议。在存在主权争议的区域进行大规模的军事或战略性基础设施建设,毫无疑问会引发周边国家以及某些大国的强烈反应,加剧地区紧张局势。这会带来巨大的外交和安全压力,可能影响我国与其他国家的整体关系。任何国家在做出类似决定前,都会对此进行极其审慎的评估。

2. 建设的难度和成本:
环境因素: 南沙群岛多为珊瑚礁岛屿,地质条件复杂,不适合大规模、重负荷的工业建设。要在这些岛礁上建设能够承受火箭发射巨大震动和高温的发射塔架、燃料储备设施、指挥控制中心等,技术难度极高,且对环境保护提出了严峻挑战。你得考虑如何维持岛礁生态平衡,如何在台风频发的恶劣环境下保证设施的安全可靠。
后勤保障: 这是一个巨大的难题。火箭发射需要大量先进的设备、技术人员、燃料、备件等。如何将这些庞大且高度敏感的物资,安全、高效、稳定地运送到遥远的南沙群岛,并建立起可靠的后勤保障体系?这涉及到海空运输能力、基础设施建设以及安全防护等一系列复杂问题。相较于陆地发射场,南沙的后勤保障线会非常漫长且脆弱。
基础设施建设: 要在岛礁上建立一个能够支撑火箭发射的完整体系,需要港口、机场、电力供应、通信网络、生活保障设施等等。这不仅是技术上的挑战,更是需要巨额资金投入的“面子工程”和“里子工程”的结合体。如何平衡建设与环境保护,如何确保长期运营的稳定性和安全性,都是需要认真考虑的。

3. 技术与安全风险:
发射安全: 尽管南海海域辽阔,但任何发射事故都可能带来严重的后果,尤其是在存在海上航线和周边国家的环境下。如何确保发射轨迹的精确控制,如何最大程度地降低发射失败的风险,如何制定完善的应急预案,都是至关重要的。
设施维护: 海岛环境,特别是热带海洋环境,对基础设施的腐蚀性极强。火箭发射场本身就是高科技、高精度的设备集成,如何在这样的环境下保证设施的长期正常运行和维护,防止设备老化、失修,是一个不小的挑战。
气象条件: 南海地区多台风、强降雨等恶劣天气,这些都会直接影响火箭发射的计划和安全性。需要有非常精准和及时的气象预报能力,以及能够在恶劣天气下保障设施安全的措施。

4. 成本效益分析: 即使技术上可行,我们也需要考虑投入产出比。与现有发射场的升级改造,或者在更具成本效益的陆地地区建设新发射场相比,南沙发射场的建设和运营成本是否真的划算?尤其是在中国已经拥有文昌这样靠近赤道的现代化航天发射场的情况下。

如果硬要“啃”下这块“硬骨头”,可能的设想有哪些?

尽管困难重重,但如果我们要进行前瞻性布局,或者在某些特定任务的需求下,可以设想一些可能的方案,当然,这些都是基于推测:

小型化、模块化发射设施: 考虑到岛礁的承载能力和环境限制,可能不会像陆地那样建设庞大而固定的发射台。或许会考虑更轻便、模块化的发射装置,或者一些半固定式的发射平台。
海上浮动发射平台: 这种方式可以规避岛礁建设的限制,利用船只的机动性,在特定海域进行发射,降低对特定岛礁的依赖,也更易于进行地理位置的选择以优化轨道。我国在海上发射技术上已经有积累,比如在“海洋石油981”平台上进行的火箭发射试验。这或许是一种更现实的方向。
利用已有的岛礁进行改造升级: 如果国家决定进一步开发某些南沙岛礁,并且有战略需求,那么在岛礁上建设必要的基础设施,包括简易的发射辅助设施,是可能的。但这依旧会面临上述建设和维护的巨大挑战。
作为辅助发射点或技术试验场: 短期内,不太可能是一个国家级大规模的常规发射场,但有可能作为某些特定任务的辅助发射点,或者用于进行一些特殊的航天技术试验,比如针对未来深空探测或者空间站建设的一些技术验证。

总结一下:

从技术和战略角度看,在南沙设立火箭发射场确有其吸引力,尤其是在优化发射轨道和拓展战略空间方面。然而,现实的挑战是巨大的,地缘政治的敏感性、建设的难度和成本、后勤保障的复杂性以及潜在的安全风险,都是必须正视的巨大障碍。

目前,中国拥有文昌航天发射场,这是一个位于低纬度的现代化发射场,能够满足绝大多数航天发射需求。所以,在南沙设立新的火箭发射场,更可能是一个长远的战略设想,或者是在满足极其特殊的技术或战略需求下才会被考虑的选项。即便如此,其可行性和优先级也需要经过极其审慎的评估。我们不能排除未来可能性,但眼下它更像是一个“理论上的可能性”与“现实中的挑战”之间,需要权衡和博弈的议题。

网友意见

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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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