歐洲航天發射中心

歐洲航天發射中心

歐洲航天發射中心位於南美洲北部大西洋海岸的法屬蓋亞那,佔地約90600平方公里,屬法國國家空間研究中心領導,主要負責科學衛星、應用衛星和探空火箭的發射以及與此有關的一些運載火箭的試驗和發射。

歐洲航天局


ESA

(European Space Agency,ESA,又譯為歐洲太空總署)
是一個歐洲數國政府間的空間探測和開發組織,總部設在法國首都巴黎。歐洲航天局負責阿利亞娜4號和阿利亞娜5號運載火箭的研製與開發。
歐洲航天局的前身,歐洲航天研究組織(European Space Research Organization,ESRO)經過1962年6月14日簽署的一項協議,於1964年3月20日建立。如今它仍舊是ESA的一部分,稱為歐洲航天研究與技術中心(European Space Research and Technology Centre,ESTEC),位於荷蘭的諾德惠克(Noordwijk)。

ESA成員國

ESA目前共有17個成員國:奧地利、比利時、丹麥、芬蘭、法國、德國、希臘、愛爾蘭、義大利、盧森堡、荷蘭、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士以及英國。法國是其主要貢獻者(參見法國航天局)。
ESA的發射中心是位於法屬蓋亞那的蓋亞那發射中心。由於其相對於赤道較近,使衛星發射至地球同步軌道較為經濟(同質量下所需燃料較少)。ESA的控制中心位於德國的達姆施塔特。

機構簡介


歐洲航天發射中心
歐洲航天發射中心
歐洲航天發射中心位於南美洲北部大西洋海岸的法屬蓋亞那,佔地約90600平方公里,由於此地靠近赤道,對火箭發射具有很大益處:緯度低,從發射點到入軌點的航程大大縮短,三子級不必二次啟動;相同發射方位角的軌道傾角小,遠地點變軌所需要的能量小,增加了同步軌道的有效載荷;向北和向東的海面上有一個很寬的發射弧度;人口、交通、氣象條件理想等。航天中心有阿麗亞那第一、第二、第三發射場,是歐洲航天活動的主要基地。

發展歷史


發展

1964年,法國決定在巴西正北方向、法屬蓋亞那中部的庫魯地區興建法國航天中心 ,以取代它在阿爾及利亞撒哈拉沙漠的哈馬基爾發射中心。1966年開始動工興建,1968年4月部分投入使用,首次發射了一枚探空火箭。1970年3月,法國鑽石B火箭在此進行了首射。1970年11月發射了一枚歐羅巴2火箭,但因起飛后出現故障而失敗了。1975年,新成立的歐洲空間局抓總研製新的阿里安火箭。該火箭也要從庫魯發射,因此決定將原來的歐羅巴2發射場改建為阿里安發射場,並於1979年底成功地發射了一枚阿里安火箭。1981年又開始興建阿里安第二發射場,1985年投入使用。

現狀

法國國家空間研究中心與阿里安航天公司正在建造阿里安第三發射場。

蓋亞那


地理位置

歐洲航天發射中心
歐洲航天發射中心
蓋亞那地處南美洲北部大西洋海岸,靠近赤道,位於西經52.8°,北緯2~6°之間,佔地大約90600平方公里。在此選場的主要原因是:緯度低,從發射點到入軌點的航程大大縮短,三子級不必二次起動;由於緯度低,相同發射方位角的軌道傾角小,遠地點變軌所需的能量小,增加了同步軌道的有效載荷能力。此地人口稀少,在90600平方公里的土地上只有5萬居民,向北和向東的海面上有一個很寬的發射弧度(其方位角從-10.5°向北直到+93. 5°),空中及海上交通都很方便。另外,庫魯地區雖然靠近赤道,但氣候比較溫和,年平均氣溫27℃,年平均降雨量3000~4000毫米,全年分旱季、雨季,風力不大,處於颶風區之外。蓋亞那航天中心佔地面積約1000平方公里,沿大西洋海岸向西北和東南延伸,長約60公里,寬約20公里,地理位置是北緯5°14′,西經52°46′。
它屬法國國家空間研究中心領導,主要任務是負責科學衛星、應用衛星和探空火箭的發射以及與此有關的一些運載火箭的試驗和發射。航天中心主要由發射場、技術中心、地面測量、氣象站、發電廠、液氧工廠以及生活區組成。下面將阿麗亞那第一、二、三發射場的情況分別作簡單介紹。

第一發射場

歐洲航天發射中心
歐洲航天發射中心
阿麗亞那發射場位於蓋亞那航天中心,離庫魯城18公里,地理坐標是北緯5°14′09″,西經52°45′29″,火箭發射平台的海拔高度是1285米。阿麗亞那第一發射場是由歐羅巴2發射場改建而成的,充分利用了原有的設備,只是為了適應阿麗亞那的發射要求,對某些項目進行了改建,包括建立新的發射台,加高服務塔,重新布置輸送管道和改建發射控制室。發射場可分為發射場區、裝配區、推進劑設備區及分析實驗室、液氮和液氧工廠。阿麗亞那第一發射場可用於發射阿麗亞那1、2、3型火箭。阿麗亞那第一發射場發射控制中心發射場主要進行阿麗亞那火箭的準備、測試和發射操作,主要包括發射台區域有關設施和發射控制室。
發射台區域主要設施包括:
底座用於支撐發射台,有一個雙面導流器,兩個半埋式火焰導流槽。活動發射平台是進入服務塔的主要通道,也是服務塔撤離時的通道。服務塔高45米,長152米,寬122米。它可以在發射平台上前後移動。工作狀態時,運載火箭以及臍帶塔處於服務塔內。火箭周圍有7層固定的工作平台以及一層活動工作平台,活動工作平台可以升降接近衛星的任何部位,為衛星的最後準備操作提供服務。
歐洲航天發射中心
歐洲航天發射中心
活動工作平台的上部空間構成了一個潔凈區,衛星與運載火箭的機械裝配在潔凈區內進行。平台內有兩部車載升降台與工作台。高架移動式起重機用於各種起豎操作。發射前幾小時,火箭在塔內進行總裝,給一子級、二子級加註推進劑。服務塔有一條發射人員逃逸通道,由兩條垂直向下通到塔外的通道構成,分別供塔頂工作平台的人員和下部各層平台上的人員使用。通道內襯有“軟套”,只要跳進其中一個出入口即可逃逸。
發射控制室離服務塔約300米,是一座堅固的地堡式建築。它的任務是完成發射前準備工作和發射計時工作,在火箭最後準備、加註和發射操作過程中保護工作人員和測試設備的安全。控制室內裝有監視火箭準備操作用的測試和控制設備。其它設備包括臍帶塔架、偏二甲肼庫、四氧化二氮庫、低溫推進劑的貯存和輸送設備、液氮貯存設備、生產及貯存用於空氣調節的冰凍水工廠以及辦公樓和安全樓。
裝配區包括一座進行起豎前的外觀檢查以及各種準備工作的裝配樓、火箭備份零件的貯存樓、辦公樓及資料樓。
推進劑貯存區包括兩個主要的貯存設施,兩個拖車車庫和一個推進劑分析實驗室。液氧和液氮工廠包括能製取供火箭發射用全部液氧、液氮的全套設備。

第二發射場

歐洲航天發射中心
歐洲航天發射中心
為了增加工作的適應性,提供備份的發射能力,1981年7月,歐洲空間局決定在庫魯修建阿麗亞那第二發射場。發射場於1985年8月完成,歷時4年,耗資125億美元(1986年幣值)。1986年3月首次使用,每年可發射10次(第一發射場每年最多發射5~6次)
阿麗亞那第二發射場位於第一發射場南面500米處,由火箭準備區和發射區兩部分組成,兩者相距950米。將準備區與發射區分開,可以大大縮短兩次發射之間的時間間隔,一枚火箭在發射區進行最後裝配時,另一枚火箭則可在準備區進行起豎、裝配和測試等工作。
阿麗亞那第二發射場的配置準備區的主要任務是要完成火箭起豎、各級氣密性檢查、電氣檢查以及發射計時程序中對火箭的遙測工作。火箭在此需要一個月的準備時間。
歐洲航天發射中心
歐洲航天發射中心
該區主要包括垂直裝配樓、發射控制室等。垂直裝配大樓高75米,離活動發射平台1公里遠,兩者之間有鐵路相連,在鐵軌上移動的活動發射平台把一枚豎立的總裝測試好的火箭送入發射區。發射控制室離服務塔1公里,安裝有可同時測試三顆衛星所需的測試設備,測試設備通過臍帶線路與衛星相連通。
發射區的主要任務是進行火箭最後階段的連接和測試、有效載荷的裝配與測試以及整流罩裝配、發射準備以及最後計時與發射。火箭在發射區停留的時間不到一個月。發射區主要包括一個固定式臍帶塔、一個移動式服務塔以及一個發射平台。移動式服務塔高80米,重3000噸,它的有效載荷工作平台可以沿垂直方向升降到有效載荷的各個部位,平台上部空間構成一潔凈度為10萬級的潔凈區。一部高架移動式起重機用於各種起豎操作。在臍帶塔內有一個安裝用戶測試設備的專用間。準備區和發射區之間有鐵軌相連。

第三發射場

新設計的阿麗亞那第三發射場可同時進行垂直火箭的組裝及機械和電氣測試與固體助推器的準備工作,節省阿麗亞那5裝配組合的時間。運載火箭與有效載荷的連接可以一次完成,當各子級都安裝在活動發射平台上時,進行一次連接后,所有的連接一般都保持不動,直到發射。
歐洲航天發射中心
歐洲航天發射中心
在運載火箭運到之前就裝配好有效載荷,並將其連接到地面系統上。聯合操作只限於有效載荷與運載火箭的連接安裝、電氣試驗、加註可貯存推進劑、計時和發射。阿麗亞那第三發射場可分為準備區和發射區。準備區主要包括助推器組裝廠房、運載火箭組裝廠房和有效載荷廠房等。助推器組裝廠房廠房的設計除垂直組裝外,一切操作可同時進行。固體助推器被分成60~80噸的節段來運輸。在助推器組裝廠內將各級進行起豎、檢查,並裝上附件。各節的垂直
組裝是在一間專用大廳的活動架上進行的。完全組裝好以後就可以運到運載火箭組裝廠房。運載火箭組裝廠房包括供運載火箭主體本身準備工作用的大廳,各子級及其設備拆箱和準備工作用的附屬建築物。有效載荷廠房主要包括一個組裝衛星的大廳,附屬房間有用於有效載荷總裝的各種部件設備。發射控制室離運載火箭組裝廠房有一定距離。監測運載火箭由準備到發射的全過程。
發射區只設有數目有限的設施,運載火箭只能在它發射計時前的10小時停放在發射區,設施力求簡單,它包括:底座用於安放發射台和臍帶塔。一個三面導流槽和三個排焰管道三面導流槽兩面用於固體發動機,一面用於一子級低溫發動機。地下設施包括一些需要的液壓設備及電氣設備。液氧、液氫貯存設備。水塔為降低發射噪音而設。固定金屬塔架只供發射使神號(已取消)時宇航員登機用。活動發射平台和臍帶塔為了能在每次發射任務中只進行一次各子級火箭和有效載荷的連接,同時也為了能把組裝好的運載火箭整體運到發射區,阿麗亞那第三發射場採用的是活動發射平台系統,而且在發射平台上還包括有臍帶塔。活動發射平台分三層,分別用於流體設施指揮控制系統、電源和空調。平台長25米、寬21米,重1000噸。臍帶塔伴隨運載火箭在一起,不需要把臍帶管線脫開。發射平台和臍帶塔上還包括有發射工作所需要的一切機械和電氣的測試設備。這套設備和運載火箭及其檢測系統在一起,在發射前就可以只進行一次準備和測試。

地面跟蹤系統

在阿麗亞那的發射助推階段,約有1200個遙測信息要傳送到地面,以便發射人員了解發射進行的情況以及供以後研用。共有5個遙測接收站,其中有4個固定站。它們是佩爾山上的加里奧特站、卡宴附近的蒙大博站、巴西的納塔爾站、美國航宇局的阿森松島設施。巴西培蘭設的是活動站。四個固定站都設有直徑10米的天線,培蘭站設有直徑4 米的天線,可以連續接收通過S波段(2200~2290Hz)傳輸的遙測信息。
阿麗亞那火箭的地面跟蹤用了5個地面站,包括庫魯的邁特站,該站裝備兩部C波段阿杜爾雷達,離阿麗亞那發射場約3公里;庫魯附近的勒布隆德站,設有一部C波段布列塔哥尼雷達,離發射場20公里;卡宴附近的蒙大博站,備有一部C波段布列塔哥尼雷達,離發射場約70公里;伊內斯站,接近巴西的納塔爾,備有一部C波段貝安雷達。阿麗亞那的跟蹤系統還包括設在佩爾山和羅亞勒島的兩台紅外自動跟蹤電影經緯儀,離發射場20公里。

合作機構


中國與歐洲

中國與歐洲航天發射中心聯手跟蹤“嫦娥一號”,三網一體聯合測控。北京航天飛行控制中心主任朱民才介紹,“嫦娥一號”衛星將由中國統一S波段航天測控網(西安衛星測控中心及其所屬廈門站、青島站、喀什站,中國衛星海上測控部及其所屬遠望二號、三號測量船)、天文測量網(國家天文台北京密雲站和烏魯木齊天文站,上海天文台及其所屬佘山站,雲南天文台昆明站)和國外航天測控網三網一體聯合測控。
“嫦娥一號”衛星的測控出現3大難點
一是信號衰減大;
二是衛星對地面指令難以實時響應;
三是地球自轉使中國國土測控站一天最多只能跟蹤衛星10小時左右。
另外,在“嫦娥一號”衛星任務中中國首次利用國際聯網對航天器進行測控。歐洲空間局的庫魯站、新諾舍站、馬斯帕拉馬斯3個測控站,以及智利的CEE測控站,將採用國際通用的傳輸協議提供測控支持。
“嫦娥三號”衛星與歐洲航天局
2013年12月,中國發射嫦娥三號並沒捲起太多的“政治塵土”,相反,有關太空合作的聲音佔據主流。英國《獨立報》說,歐洲航天局與中國進行著密切合作,歐洲航天局將密切跟蹤嫦娥三號的飛行過程及最後著陸。嫦娥三號起飛后,歐洲航天局位於法屬蓋亞那的庫魯基地將立即開始接收來自這次任務的信號,還將代表中國控制中心向嫦娥三號探測器下達命令。歐洲航天局載人航天部門主管托馬斯·萊特說:“不管是載人還是不載人的航天任務,像這一次的國際合作對於將來探索行星、衛星和小行星都是有必要的,會使每個人受益。”
德國媒體說,財力雄厚的中國大力推進航天業早已給歐洲方面留下深刻印象,歐洲航天業有意擴展同中方的合作,即使招致美國的不滿也在所不惜。《南德意志報》稱,迄今為止,歐洲航天局若想讓一名航天員升空,總要先向美國的同事們詢問。同歐洲人一樣,目前已無自家航天手段的美國人於是會從俄羅斯人那裡買一個聯盟號空間艙里的座位。相關程序不僅複雜、昂貴,而且風險高:一旦“聯盟”號空間艙出問題,西方的整個航天業便得歇息。歐洲航天局載人飛行部負責人賴特爾說,“中國的計劃不失為一個有意思的選項。……歐洲航天員培訓中心的3名工作人員因此正在苦學中文。” 
中國計劃在2017年實施近30次航天發射
中國載人航天工程辦公室主任王兆耀此前表示,計劃在2017年上半年由“長征七號”將中國首個貨運飛船“天舟一號”送入太空,與天宮二號空間實驗室交會對接,開展推進劑補加等試驗。
2016年中國航天發射次數達22次,首次突破“20大關”,與美國並居世界第一。2015年中國共進行了19次航天發射,僅次於俄羅斯(26次)和美國(20次)。 
嫦娥五號計劃於2017年底在海南文昌衛星發射中心發射。它將由軌道器、返回器、著陸器、上升器等多個部分組成,由於體積龐大,故將使用中國新一代的重型運載火箭-長征五號發射。
嫦娥五號月球探測器將在發射成功后自動完成月面岩石採集,並從月球起飛,返回地球。
歐洲航天局確認和中國共商月球基地計劃
2017年05月,歐洲航天局發言人赫韋斯滕達證實,歐方正與中方探討有關月球基地的計劃,“中方有雄心勃勃的月球計劃。上世紀60年代太空競賽以來,航天領域發生變化。認識到,為了以和平目的探索太空,要進行國際合作。”,希望對“嫦娥五號”今年底帶回來的樣品進行分析。
中國國家國防科技工業局總工程師田玉龍2017年05月24日在西安參加航天會客廳活動時透露,中國正在與其他國家,特別是歐洲航天局等探討開展月球國際村的建設。美聯社稱,由於美國立法禁止與中國開展太空合作,中國被排除在國際空間站項目之外。 

俄國與歐洲

俄羅斯航天國家集團公司總經理伊戈爾·科馬羅夫在接受採訪時說,俄羅斯自1999年以來首次失去航天發射年次數第一寶座,2017年發射計劃將翻番,1月開始從拜科努爾航天發射場和歐洲蓋亞那航天發射場執行任務。