卫星|李会超:新一代火箭悉数报到,上一代火箭还将坚守岗位

【文/观察者网专栏作者 李会超】
2020年12月22日 , 长征8号火箭成功在海南文昌发射基地首飞 。 作为中国航天的年末戏 , 长征八号发射的顺利进行也标志着新一代长征火箭家族的全数亮相 。 在未来数年内 , 上一代长征火箭也将继续活跃在中国航天的舞台上 , 与新一代长征火箭工作托举中国航天的发展 。

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应用广泛的太阳同步轨道卫星
从有关报道看 , 长征八号是为发射太阳同步轨道卫星而量身定做的一型火箭 。 虽然名字里有“太阳”二字 , 但太阳同步轨道仍然是围绕地球的一种轨道 。 太阳同步轨道的高度一般在600-800公里 , 比载人航天器使用的300-400公里高度的轨道要稍高一些 。 太阳同步轨道的倾角一般比较高 , 卫星在工作过程中要经过南北两极上空 。 由于卫星轨道周期比地球自转的周期小很多 , 卫星每转一圈都能覆盖地球表面的不同区域 。 卫星数据积累一段时间后 , 就可以获得整个地球表面的情况 , 这是轨道倾角较低的卫星所无法完成的任务 。
同时 , 为了使轨道平面相对太阳始终保持固定的取向 , 轨道平面每天向地球公转方向移动约1度 , 与地球绕太阳每天公转过的角度相等 。 这样 , 卫星经过地球上某个特定地点的光照条件总是相同的 。 例如 , 假如我国的某颗海洋卫星第一次经过南海某岛屿上空时 , 太阳高挂于正南方 , 那么这颗卫星下次光临该岛屿时 , 太阳也应该处于大致相同的位置 。 这位相关数据或情报的分析带来了方便 。 如果某国希望监视另一国军事基地的动态 , 显然应该太阳同步该轨道上部署卫星 , 并在需要监控的区域光照条件较好时飞临该地上空 , 获得相关的高分辨率数据 。

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(工作在太阳同步轨道上的吉林一号光学A星拍摄的美国费城海军造船厂 。 由于太阳同步轨道的特点 , 这颗卫星每次飞临费城上空都能获得较好的光照条件 。 )
我国的风云系列气象卫星有运行在静止轨道(风云二号、四号系列)和太阳同步轨道(风云一号、三号系列)的两种卫星配合工作 。 静止轨道卫星高悬于赤道上空、我国经度范围附近 , 对我国的天气形势进行监测 。 而太阳同步轨道卫星则在较低的轨道上获取分辨率更好的全球数据 。 除了气象卫星外 , 太阳同步轨道也是海洋、资源、高分等一系列对地遥感卫星的工作轨道 , 获取海洋、大气、水土、林木、矿场等自然系统和资源的全球分布与变化情况 。 当然 , 当把卫星上的有效载荷改装为军事用于的侦查仪器后 , 太阳同步轨道也是非常适用于军事侦查卫星工作的轨道 。

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(风云系列卫星轨道示意图 , 风云3系列卫星工作在太阳同步轨道上 。 注意本图仅能标示轨道面的位置 , 轨道高度比例与实际不相同 。 )
除了测地 , 太阳同步轨道也是用于“观天”的卫星理想的工作轨道 。 工作在晨昏交界线附近的太阳同步轨道的卫星 , 能够始终处于晨昏交界线附近 , 能够持续的获得观察太阳的视角 。 日本的“日出”、”日落“和美国的TRACE等太阳观测卫星 , 都部署在这个轨道上 。
模块化研发的新一代火箭
【卫星|李会超:新一代火箭悉数报到,上一代火箭还将坚守岗位】研发新一代火箭长征的最迫切的需求 , 来自于未来的大型、深空等“国之重器”级的航天器对火箭运载能力的需求 。 如果没有长征五号、长征七号火箭对我国火箭最大运载能力的提升 , 月球采样返回、航天站建设等标杆性航天任务都无法开展 。 在此需求的驱动下 , 新一代火箭攻破了诸多技术难关 , 实现了火箭燃料由更适于导弹部署的有毒常温材料 , 向更适用于航天发射的低温无毒燃料的升级换代 。 新一代大推力液氧-煤油发动机和液氧-液氢发动机 , 也让我国的火箭拥有了推力更加强大的“心脏” 。

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