航天器发射技术-系统组成与海上发射平台

海上发射系统的主要组成部分有“天顶号”运载火箭和DM舱段上面级及有效载荷整流罩、组装指挥船、海上发射平台和母港。

1）“天顶号”运载火箭和DM舱段上面级

海上发射系统的运载火箭是一种液体推进剂运载火箭，第一、第二级为乌克兰南方生产联合体制造的“天顶号”运载火箭。该运载火箭可靠性高、操作简便、反应时间快、发射系统自动化程度高、需要的发射操作人员少。

“天顶号”运载火箭是靠液氧和煤油作推进剂来发射的，如图5.18所示。第一级装有RD－170发动机，它用一台涡轮泵为4个推力室供给燃料，在海平面上产生的推力为737 828 kN。第二级装的是一台只有一个推力室的RD－120主发动机及一台带有4个推力室的RD－8微调发动机，它产生的真空总推力为93 000 kN。DM舱段上面级由俄罗斯能源公司研制，它原作为“质子号”运载火箭的第四级，可以多次起动，在每次任务中可重复点火多达7次，由11D58M发动机提供推力，采用液氧和煤油作燃料，可以产生8 550 kN的推力。在惯性飞行阶段，DM舱段上面级的三轴稳定由两个微调发动机来保证。

图5.18　“天顶号”运载火箭结构示意

整流罩在飞行过程中封装保护航天器，在运输贮存过程中又为航天器提供支持及环境保障条件。整流罩和转接器由美国波音商业航天公司研制，可适应多种载荷。石墨复合材料制成的整流罩内径为3.9 m，通过有效载荷整流罩上的舱口接近航天器。

2）组装指挥船

组装指挥船由挪威克韦尔纳公司负责设计和建造，如图5.19所示。

图5.19　组装指挥船(www.xing528.com)

3）海上发射平台

海上发射平台是挪威克韦尔纳公司由一个半潜式石油钻井平台改造而成的，如图5.20所示。

图5.20　海上发射平台

改造后的平台加装了两条桩腿，以便支撑发射台。海上发射平台用来将总装好的运载火箭运送到发射地点，并提供火箭起竖、加注推进剂等勤务保障设备。海上发射平台上建有可容纳多枚运载火箭的空调厂房和吊装起竖设备，装有可够一次发射使用的煤油和液氧，并为20名工作人员提供食宿。发射前工作人员撤至距海上发射平台5 km远的地方。海上发射平台能自行开动，为了便于海上航行，配有两套动力装置，航速达22 km／h，它被架在一对双体船型的浮筒上，只要处于发射位置，浮筒便下沉，并可保持稳定。

4）母港

供海上发射系统使用的母港位于美国加利福尼亚州，包括有效载荷处理厂房、有效载荷加注厂房、海上发射办公大楼、用户办公大楼以及一些贮存库房和一个码头。载荷处理厂房用于所有无危险的航天器操作，包括加注前的总装和测试。该厂房总面积约为6 500 m2，高约20 m。母港配套设施如图5.21所示。有效载荷加注厂房的总面积为3 000 m2。在厂房内完成的工作包括：所有的推进剂输送、加压、火工品准备及有效载荷的封装操作。

图5.21　母港配套设施

码头长335 m，宽18 m，可为海基发射船只提供停泊、维修及补给。船只在港内停泊时，16号码头能向船只提供电力、通信、用水及卫生服务，并提供加注推进剂、压缩气体及制冷剂用的设备。用于海基发射的测控设施有俄罗斯测控跟踪船、俄罗斯卫星系统和地面跟踪站以及莫斯科控制中心，这些设施将运载火箭的跟踪遥测数据提供给组装指挥船控制中心。

海上发射系统能够完成多种类型的任务，如极轨道运载能力12 t、地球同步转移轨道能力5.4 t、地球同步轨道能力2.1 t。