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自从1957年10月，苏联发射第一颗人造地球卫星“斯普特尼克一号”以来，到现在太空中已经有数千颗卫星在不知疲倦的飞行。 它们为我们的生活带来极大便利：从丰富多彩的电视转播，方便快捷的手机通讯，车船使用的导航定位，到天气预报、国土勘察、农作物防灾，乃至军事侦察、导弹发射，人类社会的方方面面早已与航天密切相关。  ▲密密麻麻的卫星轨道 除了卫星，还有遨游天际的“天宫”，迎风奔月的“嫦娥”，机灵可爱的“月兔”和更多探访未知宇宙的深空探测器。它们作为人类追求梦想的先行者，为明天寻找一个美好未来。 每一次进步，第一个硕果都让我们深深感动。尤其是中国航天人，几十年来披荆斩棘、克服万难，用自己的辛勤工作为国人带来一个又一个激动人心的时刻，让国人自豪！  一、通向太空的大门。 每一个航天器，都是从地球母亲的怀抱中出发的。而万里征程的起点，就是航天发射中心。它也被称为“通向太空的大门”，是一个国家航天工程的重要组成部分。 让我们摊开地图，看看全球十大航天发射中心，分别是：  中国：酒泉卫星发射中心、西昌卫星发射中心； 美国：肯尼迪航天中心（佛罗里达州东海岸梅里特岛）、西部航天和导弹试验中心（洛杉矶西北海岸）； 俄罗斯：拜科努尔航天发射场（哈萨克斯坦境内）、普列谢茨克基地（阿尔汉格尔斯克地区）； 法国：库鲁航天发射中心（南美洲北部法属圭亚那库鲁地区）； 意大利：圣马科发射场（非洲肯尼亚东海岸）； 日本：种子岛航天中心（种子岛南端）； 印度：斯里哈里科塔发射场（印度东海岸斯里哈里科塔岛）。 此外，还有美国范登堡空军基地、沃洛普斯飞行基地；俄罗斯正在兴建的东方港航天中心等等。  这些著名航天中心，大部分坐落在低纬度地区，只有少数在高纬度地区。其实，当年苏联也想在低纬度地区建立发射场，可惜苏联国土纬度太高，拜科努尔都已经算纬度最低的地区了。 如此多的航天中心集中在低纬度地区，有什么好处呢？这个要先从卫星的轨道说起。 二、卫星轨道的“妙用”。 围绕地球的卫星轨道有：赤道轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、极地轨道、太阳同步轨道等等，其分类与轨道倾角密切相关。  轨道倾角是卫星轨道平面的法线与地球北极之间的夹角。 1、当轨道倾角为0时，卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星飞行在赤道上空。这里有一条非常著名的轨道——地球静止轨道。  它是地球同步轨道中最特殊的一条，距地球表面35786公里。在轨道上飞行的卫星始终与地面同步，看上去好像静止一般悬挂在太空中。 通信卫星、电视转播卫星经常在这条轨道上，源源不断为相隔万里的人们架起桥梁。一部分气象卫星和导航卫星也在这里观测地球，为人们提供天气预警和导航。 2、轨道倾角从0~90度之间，运行着很多地球同步卫星。  其轨道周期与地球自转周期相同，很多导航卫星都在这里，为方便人们出行默默工作。还有一些气象卫星、通信卫星、对地观测卫星也在地球同步轨道上飞行。 3、轨道倾角等于90度时，称为极地轨道。这里的卫星就不是自西向东横着绕地球飞了，而是经过南北极上空竖着绕地球飞行。  沿极轨飞行的卫星，可以观测到地球表面任何地点，非常适合气象卫星、对地观测卫星等工作。 4、轨道倾角大于90度时，卫星飞行方向就与地球自转方向相反，自东向西飞行，称为逆行轨道。  这里有同样重要的太阳同步轨道卫星。它可不是绕太阳飞行，而是卫星轨道平面每天自西向东转动0.9856度，与地球公转角速度相同，始终与太阳保持相对固定的取向。 这条轨道上的卫星，可在每天同一时间飞过同一地点，在相似的光照条件下，对同一地区进行连续观察。从而为气象卫星、科学卫星、对地观测卫星等提供了优秀的工作环境。  ▲太阳同步轨道 正因为不同轨道上的卫星差异很大，所以要从不同的“大门”出发，也就决定了发射场位置的不同。 三、低纬度发射场 PK 高纬度发射场。 世界上大多数卫星都运行在低倾角轨道上，靠近赤道平面，所以航天发射中心集中在低纬度地区。这样有很多好处： 1、地球不断的自西向东自转，赤道半径最长，所以自转线速度也最大。火箭从这里升空，地球能给它附加的速度就越大。  ▲地球各纬度的自转线速度 比如赤道地区的自转线速度约为463.9米/秒，到北纬60度地区自转线速度就变成232.5米/秒，二者相差一倍。火箭从赤道出发就能节省更多燃料，提高有效载荷。如同样的火箭从海南文昌发射，就比从西昌发射效率提高了约10~15%。 2、从低纬度地区发射，低倾角卫星入轨效率更高，甚至能直接入轨，能节省卫星变轨燃料。要知道卫星上携带的燃料很少，每一克都极为珍贵，能多节省一点就能工作更长时间，寿命更久。 ▲法属圭亚那的库鲁发射场 法属圭亚那的库鲁发射场，是一块得天独厚的航天宝地。它位于北纬5度左右，距赤道非常近。从这里发射的火箭，第三级无需二次启动，卫星远地点变轨能量也很小，甚至不用调整姿态直接进入预定轨道。 所以前往地球同步轨道和地球静止轨道的通信卫星、导航卫星，从低纬度发射好处多多。 现在还兴起了海上发射平台，用船将火箭运到赤道附近，发射效率更高，节约能量更多。此外，人们还在研究用大型飞机从空中发射的方式等等。 那是不是所有卫星都适合在低纬度发射呢？ 当然不是，低轨道倾角卫星适合在低纬度发射，高轨道倾角卫星就适合在高纬度地区发射了。 例如太阳同步轨道卫星，其轨道倾角大于90度，随轨道高度不同，在96~100多度范围之间。以98度左右居多，轨道高度在600~800公里之间。 此时卫星自东向西在逆行轨道上飞行，地球的自转线速度就不再是助力，反而成累赘了。火箭向西南方向发射，需要额外的消耗能量克服地球自转速度。所以苏联当年很多太阳同步卫星，都是从高维度的普列谢茨克基地升空的。 四、其他重要条件。 除了地理维度这个重要因素，航天发射场选址还要参考其它重要条件。 1、要靠近铁路和工业中心，方便火箭、卫星生产和运输。 如拜科努尔航天中心就靠近俄罗斯萨马拉州。这里是俄罗斯的航空航天中心，像和平号空间站、东方号运载火箭、联盟号运载火箭等都是在这里生产的。 ▲拜科努尔航天中心的宏大规模 2、 需要地势平坦开阔，周边人烟稀少，安全性高、保密性好，方便返回式卫星和太空舱回收，对周边国家影响也小。 如我国酒泉卫星发射中心，地处甘肃西北沙漠边缘，周边人烟稀少，是载人航天工程的专用发射场。“神舟”系列飞船、“天宫一号”空间实验室等都是从酒泉发射的。 俄罗斯拜科努尔航天中心也类似，周边是半沙漠草原地区，附近有河流湖泊，不缺水源。火箭向东飞行，大部分路线都在本土境内，既方便布置地面测量站，也保证了军事安全。 拜科努尔是世界第一大发射场，自1961年尤里·加加林首次飞上太空以来，有130多名宇航员从这里飞向太空。 法国库鲁发射场地位于大西洋沿岸，东面是广阔海洋，发射角宽广，火箭残骸掉落在海上也不用担心引起国际纠纷。 ▲圣马科发射场的海上发射平台 意大利圣马科发射场也面向海洋，还拥有世界上唯一的海上发射场，维度又低，很有优势，就是发射场地太小。 3、需要良好的气象环境，全年天气稳定、干燥少雨，没有太多雷暴和大风天气，具备良好发射窗口。和风漫谈原创，禁止抄袭。 如咱们国家的西昌卫星发射中心，地处四川省凉山彝族自治州冕宁县，一年中日照天数达320多天。每到晚上时皓月当空，非常适合赏月，所以被称为“月城”，是难得的优良发射场。 4，交通要便利，方便大尺寸火箭和航天器运输。 2009年开建的海南文昌卫星发射中心就是如此。它维度很低，毗邻海岸线，发射塔距大海只有800多米。 不但发射角度宽广，还能用船将大尺寸火箭部件运送到位，再不受铁路运输火箭直径不能超过3.35米的限制。可以发射货运飞船、大型空间站、大质量卫星等航天器。 ▲长征五号，直径5米的大推力火箭 所以“胖五”（长征五号）这样的，芯级直径5米的重型火箭，才选择在文昌发射升空。文昌卫星发射中心发展空间广阔，未来将成为我国重要的航天基地。 同样，美国的肯尼迪航天中心、卡纳维拉尔空军基地也紧靠海岸线。当年“阿波罗登月计划”中，起飞重量高达3038.5吨，芯级直径达10.1米的“土星五号”火箭，就是从肯尼迪航天中心升空的。 ▲肯尼迪航天发射中心 五、致敬中国航天人！ 综合以上种种因素，一个优秀的航天发射中心从选址到建设都工程浩大，要考虑卫星轨道、气象、地形地貌、供水、交通、政治军事、国际关系等多方面因素，要消耗大量人力、物力和漫长时间。 它不只是建设几个发射架，而是最终会形成一个集发射、科研、生产、宣传、教育于一体的庞大航天城。从这里也可以知晓，中国航天人在数十年发展中付出了何等的努力和艰辛！ 正是他们的无私奉献，让中国航天事业迅猛发展，跻身于世界强国之列。让我们用最崇高的敬意，祝他们永创辉煌，为国人带来更多的荣誉和自豪！ |
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