“天问二号”乘坐“长三乙”从西昌发射,为何不选文昌或者酒泉?

我国首个小行星探测项目“天问二号”即将发射,它将历时10年时间,实现对近地小行星2016 HO3的伴飞、取样、返回,以及对主带彗星311P伴飞探测。现在发射窗口期暂定在2025年5月29日由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射。

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就有不少航天爱好者问,为什么“天问二号”乘坐的是“长征三号乙”火箭,又是为什么它要从西昌出发,而不是我们熟知的文昌或者酒泉火箭发射中心呢?

其实,回答这个问题,并不简单,这就要说起我们航天的历史渊源,也需要我们回顾一下深空探测的历程。

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“长征三号乙”火箭从1996年算起至今已经发射了100次发射,成功率超过98%,其采用偏二甲肼/四氧化二氮(毒发,需要远离居民区)推进剂系统与西昌发射场的加注设施深度磨合,型号成熟,单发成本低于新一代重型火箭(如长征五号),且生产周期更短,更适合“天问二号”的低成本要求。

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而“长三乙”的地球同步转移轨道(GTO)运载能力为5.5吨,“天问二号”探测器的质量约为5550kg,恰好处于其运载能力的适配范围内,可以说这一能力使其成为目前中国高轨道任务中唯一能满足天问二号质量要求的火箭。

另外从入轨精度上来说,“天问二号”需达到每秒11.2千米的逃逸速度,且入轨偏差需控制在1米/秒以内,“长三乙”的精度控制能力与此高度契合,“天问二号”需在小行星2016 HO3表面附着采样,其轨道倾角与西昌的纬度(28°N)更适配。

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加上它还有成功发射北斗导弹卫星、嫦娥一号到四号探测任务的成功经验,使得“长三乙”成为了“天选之子”。

尤其是“长三乙”近几年通过重大技术升级,提升了可靠性和任务适应性,使得它从一开始,就成为深空探测的首选之一。

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而选择西昌发射中心,除了“长三乙”与其长期稳定配合,还有几个重要原因:

首先,西昌卫星发射中心的建成,其实是当初出于安全考虑在1970年组建的,主要是因为这里纬度较低(28.2°N)、地形隐蔽且地质稳定,也远离居民区。加上成昆铁路建成,为它的兴建提供了必要条件。

兴建后,它就在1984年成功发射了长征三号火箭成功发射“东方红二号”试验通信卫星,标志中国成为全球第五个掌握地球同步轨道技术的国家。此后,在商业航空领域占据了重要位置。

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并在2000那年10月发射了第一颗北斗试验卫星,此后20多年陆续发射了44次北斗卫星。

2007年开始又成为嫦娥一号到嫦娥四号的发射场。可以是它是“北斗家园、探月母港”。其发射技术成熟,执行任务完成率高,成为我们高轨道任务核心基地。

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其次,文昌发射场纬度低(19°N),理论上可利用地球自转速度节省燃料,但主要服务于长征五号、七号等新一代大型火箭,承担大质量载荷(如空间站舱段)的发射任务。

这次“天问二号”的入轨精度,以及轨道倾角与西昌更为匹配,反而选择文昌将耗费更多的燃料。另外,长三乙火箭的设计与西昌的发射设施如燃料加注系统、测控链路已经深度磨合,因此选择好这里也就是必然的结果之一。

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从测控角度看,西昌的深空测控站布局更利于深空任务的全程跟踪,而文昌的测控系统更侧重近地轨道任务,对远距离深空目标的实时监控能力有限。面对“天问二号”这样复杂的轨道任务,西昌当仁不让。

最后,酒泉主要用于载人航天(如神舟飞船)和太阳同步轨道卫星发射,其设施和测控体系更偏向中低轨道任务,与天问二号的深空轨道需求匹配度较低,因此高轨道任务基本很难在酒泉出现。

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当然我们还在兴建更多的发射场,其中也包括海上发射平台,这些都是为我们以后更多的商业航天服务的,在目前情况下,西昌还是高轨道复杂任务的首选。

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