面朝南海的文昌航天发射中心，实现了中国航天发射场从内陆到海洋的跨越。本报记者郑蔚摄

 

 

航天安装总队如期建成的文昌发射塔雄姿。(航天安装总队供图)

 

 

新的测控指挥大厅，实现了指挥一体化。屠海超摄

 

特约撰稿 宗兆盾　文汇报记者 郑蔚

 

2016年6月25日，是中国航天史上浓墨重彩的一天。

 

这一天，航天人已经盼了很多年。2007年8月，国务院、中央军委批准，在海南文昌建设我国新型航天发射中心。

 

十年磨一剑。新亮相的文昌航天发射中心，昨天终于夺得长征七号的首飞全胜。文昌与我国已有的酒泉、太原、西昌这三大航天发射中心有什么不同？它的建成对我国航天事业又有什么新的意义？

 

谋大事者首重布局。文昌航天发射中心主任张振中说，文昌航天发射中心的建成，对我国增强空间投送能力、优化航天发射格局具有里程碑的意义，它标志着我国跨入了世界大吨位火箭发射行列。

 

文昌航天发射中心党委书记王经中告诉记者：“文昌航天发射中心当然不可能是已有三大卫星发射中心的‘翻版’，它有着自己的定位和使命。”

 

文昌航天发射中心位于海南文昌市东面的南海之滨。当记者站在龙楼镇铜鼓岭脚下隔海远眺发射场区，只见两座高高的发射塔架耸立在海天之间，两旁是绿油油的婆娑椰林，不由得想起那句诗来：“面朝大海，春暖花开”。

 

这是因为在文昌航天发射中心的一座测控站，记者看到这八个大字刻在大门口：“面朝大海，仰望星空”。

 

这是文昌航天人的抱负和情怀。“发展航天事业，建设航天强国。”在21世纪，如果没有航天梦，就难以实现强国梦。文昌，让人更具体真切地感受到　中国从航天大国走向航天强国的决心，以及航天人的信念和奉献。

 

从内陆到海洋，是胸怀更是使命

 

北纬19度19分，东经109度48分。这是文昌航天发射中心的经纬度。“我国最早建的航天发射中心是酒泉，其次太原，再是西昌，西昌的纬度是北纬28度。从建设的先后顺序不难看出，我们的航天发射中心是个越来越向南建的过程。”文昌航天发射中心副总工程师毛万标告诉记者，“文昌发射中心更是实现了从内陆向海洋的跨越，跨过了琼州海峡，坐落在海南岛上，有的测控站还建在三沙市的西沙群岛上。”

 

可真是面朝大海，仰望星空。

 

航天发射中心越靠近赤道，优势就越明显，这是因为地球同步轨道的高度是36000公里，同步轨道卫星的定点位置就在赤道上空。在文昌发射地球同步轨道卫星，与在西昌发射相比，运载火箭的能力可提高10%-15%，卫星可节省更多的燃料，有望多在轨道上工作两年。

 

1970年4月24日，我国发射第一颗人造地球卫星“东方红一号”时，卫星质量只有173公斤，近地点高度为430多公里。文昌发射场副主任易自谦说：“而我国未来计划中的更多中高轨道的航天器，都将在文昌发射。我国探月工程虽然是从西昌航天发射中心起步的，但执行‘绕落回’第三步任务的‘嫦娥五号’航天器就将从文昌发射，它降落月面后还将再返回地球，所以必须用重型运载火箭才能完成这一使命。还有我国的火星探测计划，它需要载荷能力更强的重型运载火箭。正是中国要从航天大国迈向航天强国的历史使命，决定了必须在尽可能靠近赤道的海南建新的航天发射中心。”

 

美国肯尼迪航天中心发射场的位置也在北纬28度，与我国西昌的纬度相近。世界上比我们文昌发射场更靠近赤道的只有地处南纬5度的法属圭亚那库鲁发射场。

 

酒泉航天发射中心占地面积2800多平方公里，几近小半个上海。而文昌航天发射中心占地面积为18222亩，仅12平方公里多一点。这12平方公里，对我国航天事业的布局来说，可谓“四两拨千斤”。

 

文昌航天发射中心的专家张庆祝为记者历数文昌发射场的选址优势：“首先是文昌的纬度低，发射效费比高，能够提升地球同步轨道运载能力；其次是射向宽、安全性好，运载火箭可以往南海发射。过去在内陆发射，人口密度大，每逢发射要疏散大量居民群众，即使是成功发射也要影响部分当地民众的正常生活。而且，在文昌发射，火箭残骸落区均在海上。”

 

这次发射的长征七号是由“远望21”号轮从天津运到文昌清澜港的，“还有就是海运便捷，可行性强，过去长二、长三、长四运载火箭的直径一般为3.35米，助推器为2.25米，还可以用火车运输，而我们未来将发射中型和重型运载火箭，比如，长征五号运载火箭芯级的直径就达5米，火车运输通过隧道桥梁就有困难了。”毛万标说，“你别看我瘦，我进长三甲有的箱间段还转不开身。这次进长五的箭体，里面直径5米，感觉空荡荡的，我嘱咐大家一定要系好安全带。”

 

布局优化、优势突出，与酒泉、太原、西昌三大航天发射中心形成沿海内陆、高低纬度、各种射向结合互补的科学布局，跃进文昌是我国航天新布局的精彩“落子”。文昌航天发射中心党委书记王经中说：“文昌航天发射中心的建成，从内陆到海洋，不仅体现了大国的胸怀和新的理念，而且有着面向未来的实实在在的需求，它是开启我国航天事业新征程的奠基工程。”

 

从近地轨道到深空探测，确立世界一流目标

 

走进文昌航天发射中心办公楼，一楼大堂正中的一条横幅吸引了所有人的目光：“建设世界一流航天发射场”。

 

这是文昌航天人的雄心和标准：世界一流。

 

世界民航组织对民用机场的等级划分有统一的标准，从1A到4E，4E等级最高；但航天与民航不同，联合国并没有公布过世界航天发射场的评级标准，因为不同的国家航天发射模式不尽相同。比如，美国肯尼迪航天中心，它在卡纳维拉尔角的发射工位有几十个，一个工位对应某一种型号的运载火箭；而别的国家一个发射工位也许能发射多种不同型号的运载火箭。谁更好些？　只能说各国国情不同，各国都会根据各自运载火箭、发射任务和发射场的不同状况，做出最优选择。

 

尽管模式不同，但实际上什么发射场称得上世界一流，其国际公认的标准还是有的，就是它必须能执行世界一流的航天任务，才能称得上世界一流的航天发射场。如果只能发射气象卫星，那在今天肯定不能算是世界一流的航天发射场了。必须能承担载人航天、空间站、探月飞行，以及深空探测等航天发射任务，才能称之为‘世界一流’。”毛万标强调说，“能不能成为世界一流的航天发射中心，其实不仅仅取决于发射场本身，它主要是一个国家综合国力的体现。”

 

文昌航天人将世界一流的建设标准概括为“发射能力强、运载效率优、安全系数高、生态保护好”。

 

张振中主任说，我们把航天发射场的标准定得高，是因为发射场太重要了。发射场是航天器飞往太空的桥头堡，也是地面确保成功发射的最后一道关口。

 

一流的航天发射场，其组织指挥能力非常重要。“没有一流的组织指挥，就无法确保在指定的时间完成发射任务。”毛万标说，我们的“嫦娥”探月工程，按最佳的运行轨道计算，发射的“窗口”时间一个月只有3天左右。一旦错过了这3天，再要发射就要等下一个月的窗口期。而从地球前往火星的路途更为遥远，以目前人类的航天技术，飞行时间长达9个月，因此必须选择地球与火星两者处于相对最佳位置时才能发射，以尽可能地节省航天器的飞行时间和推力，所以这个最佳的“窗口”时间可能要近两年才出现一次。如果你错过了这次最合适的“窗口”时间，那下一次发射至少要在近两年后。

 

“所以，我们首发长征七号的发射目标是：安全发射、准时发射、成功发射。”他说，“没有安全和准时，就不可能是成功的发射。”

 

当记者跟随专家走进运载火箭垂直总装厂房，对此有了更为真切的感受。

 

运载火箭垂直总装厂房是发射场的核心建筑，在文昌航天发射中心共有两座，分别供长征七号和长征五号使用。它们是航天中心最高的建筑，酒泉航天发射中心的垂直总装厂房高93.5米，曾是亚洲最高的单层建筑，而如今文昌已经后来居上，达到了近百米。

 

记者看到，“巍峨”的厂房里，长征七号运载火箭已经在橙红色的大火箭活动发射平台上竖起，上面台体的面积有600多平方米，相当于一个半篮球场，而长征七号运载火箭自身就高达53.1米。专家张庆祝告诉记者：“这个发射平台其实是新型的脐带塔，它的总高度近70米，高度将近于24层楼房。”工作人员正在脐带塔上忙碌，测试着长七的各种数据。

 

记者走进测控指挥大厅，正对面的墙上是高3.7米、宽21米的大屏幕，整个长七发射、飞行的测控实况将一览无遗。张庆祝说，别的发射中心的测发、测控和指挥系统，都分别建在不同的场所，有的还相距很远，而文昌综合运用大数据系统，把测发、测控、指挥、通信、气象、情报都集中在一起，采用同样的指挥平台、同样的体系架构，各类信息高度融合共享、集成高效，实现了指挥一体化和技术保障智能化。

 

在测控指挥大厅，记者问：“那个按下红色发射按钮的座位在哪里？”

 

张庆祝边指给记者看哪个是按发射按钮的座位，边告诉记者：“现在的发射指挥已经实现了计算机控制，在正常情况下，是计算机按预定程序发射，是不需要人工再按按钮的。”

 

“首飞成功，并不意味着文昌航天发射中心已经‘世界一流’了，这只是我们迈向世界一流的第一步。我们离世界上一流的航天强国还有不小的距离，但‘世界一流’是我们永不放弃的努力方向。”张振中说。

 

从“三垂一远”到“新三垂一远”：发射效率更高

 

站在运载火箭垂直总装厂房的楼顶平台，向东遥望，可见2.8公里外耸立着两座发射塔。围绕在每个发射塔四周的是4个120米高的避雷针，因为海南夏天多雷暴。从发射台再往东800米，就是碧绿的南海。

 

2009年10月，文昌举行航天发射中心开工典礼时，这里还是一片西瓜地。

 

2010年4月，文昌发射场正式动工兴建。

 

连接长七垂直总装厂房和发射塔的，是一条拐弯的铁路。长七在此完成所有检测任务后，大火箭活动发射平台通过铁路将它运到高达85.8米的发射塔，然后加注燃料、待命发射。

 

“航天发射场主要分为技术区和发射区：技术区，主要检测火箭的技术状况，以确保火箭处于良好的状态；发射区，主要承担加注、发射任务。航天发射对安全有很高的要求，所以技术区和发射区不能间隔太近，酒泉发射场的检测厂房与发射塔相距1.5公里，而我们文昌两者相距是2.8公里。”毛万标告诉记者。

 

“过去在酒泉发射场采访时，得知他们的发射模式是‘三垂一远’；现在听说文昌的发射模式是‘新三垂一远’，两者区别在哪里呢？”记者请教毛万标。

 

“‘三垂’，就是垂直组装、垂直测试、垂直转运；一远，就是远距离测试发射。”毛万标为记者解惑，“西昌的发射模式是运载火箭经过检测，到了发射塔还要一节节重新组装；酒泉已经先进了一步，实现了垂直转运，到了发射塔无需再重新组装，但在转运的过程中，连接运载火箭的电缆是断开的，到了发射塔必须重新连接、重新测试；而我们文昌直接就在活动发射平台上测试，发射平台上就有一个脐带塔。运载火箭在厂房里测试完了后，电缆不断开，由活动发射平台直接转移到发射区。因为始终保持带电状态，火箭就不需要重新测试，很快可以加注。这样从转场到发射的时间一般只需3天半，将来甚至更短，未来的目标是一天半就可以完成转场、加注和发射。”

 

发射检测周期的缩短，使文昌航天发射中心具备了长征七号运载火箭年5-6发、长征五号运载火箭年3-4发的发射能力。

 

脐带塔上还有两个新增加的摆杆，这又是为什么？

 

“海南气象的一大特点是100米以下浅层风的风速较大。我们在酒泉测过，那里戈壁滩的风速大多是每秒9米，而文昌的风速经常达到每秒20米。为了保证垂直转运的火箭在8级风的情况下也能顺利通过弯道、平稳站立在发射塔下，设计人员为文昌脐带塔专门增加了这两根摆杆。”易自谦告诉记者。

 

站在发射塔下，再次感受长征七号带来的震撼。由航天安装总队负责建造的这两个发射工位的建设难度极高，仅大火箭活动发射平台的重量就有近2000吨，再加上满载的长征七号运载火箭有600多吨，还要承受长七点火起飞时的烈焰高温和巨大的震动。弯下腰观察发射平台下的导流槽，发现它与太原、酒泉发射工位下的导流槽又不一样：导流槽是干的，不仅没有贮水，而且正中间还有一个尖尖的分流锥。

 

原来，这是干式锥形双向四流道导流槽。长七运载火箭点火发射时，喷出的烈焰温度高达2800℃。为了降温减噪，发射平台上安装的喷水装置会在运载火箭点火前数秒钟自动喷水，在短短20秒钟内喷水400吨，给发射平台和导流槽降温，分流锥能将发动机喷出的烈焰快速导向两侧，导流槽事先涂有特殊的防高温涂层，再加上喷出的水幕和分流锥的作用，就能快速地降低尾焰的烧灼，保护发射工位的安全。

 

虽是外行，但直觉让记者觉得文昌比别的发射场要“复杂”，“是不是越现代化的发射场，各种测控保障设施就越复杂？”记者问。

 

毛万标笑了，“航天发射场是一个系统工程，有运载火箭系统、载荷系统、测控信息系统，还有发射台系统，这几个系统之间各有分工，也要相互配合。我们进行的是‘箭地一体化’设计，发射场的测控厂房、转运发射平台、发射塔的设施建造得尽可能完备些，把那些可以从运载火箭上转移到发射场的功能，尽可能地转移到发射平台上，这就为运载火箭节省下了更多的空间和质量，可以用来提升运载火箭的载荷能力。而且，简单即安全，这么做还可提高运载火箭的安全系数。”

 

从偏二甲肼到液氧煤油：合练比发射更难

 

与偏二甲肼、四氧化二氮等传统燃料不同，长征五号运载火箭使用的是液氢液氧推进剂，长征七号采用的是液氧煤油推进剂，其共同特点是无毒、无污染，这是文昌发射场实现“生态保护好”的重要保障。

 

长征七号使用的液氧温度为-183℃，而长征五号在其重达800多吨的箭体里，90%是-252℃的液氢和-183℃的液氧，于是长五又有“冰箭”之称。

 

而海南岛属热带温润季风气候，高温、高湿、高盐雾，还有强烈的紫外线，台风雷暴频繁。

 

张庆祝说，在酒泉发射使用偏二甲肼和四氧化二氮推进剂的运载火箭，我们说火箭有时会“出汗”；而在文昌，火箭里面的液氢液氧是-252℃和-183℃，箭体有时会“结霜”，甚至可能将脐带塔连接的插头都冻住。要是该脱落时脱不下来，这会危及发射安全。

 

新的保障任务对文昌人是个前所未有的考验，没有现成的经验可以照搬。经过科学预研和反复实践，他们突破了大容量低温推进剂的转运储存难关，创新了大流量低温推进剂并行在线加注技术。

 

为了确保首发成功，文昌组织了可以说是我国航天史上流程最复杂、组织难度最大、安全风险最高的合练。“长七合练了130天左右，长五合练140天。”易自谦说。

 

“合练为什么超过了正常发射所需要的周期？”

 

“合练必须难度更大、模拟的危情更多。正常发射，推进剂加注了不用卸载；而合练必须模拟意外的情况发生，加注后必须卸载，卸载后再加注。”他说。

 

经过两轮高技术、高难度、高风险的合练任务锤炼，文昌构建起了核心层、骨干层、操作层的成熟人才体系。

 

“我们航天人才，必须具有‘大国工匠’精神，可能几十年就做一个岗位，但追求的就是把这项工作做到极致。我们有两句话：‘颗颗螺钉连着航天事业，小小按钮维系民族尊严’‘我的岗位我负责，我的岗位您放心’。这就是航天人追求卓越、追求完美的企业文化。”毛万标说。

 

这让记者再次联想起在发射场看到的话：“面朝大海，仰望星空。”

 

“我们航天人就该这样，”没想到这位老家是安徽“桐城派”故乡的资深“理工男”，竟然脱口而出海子的诗句：“从明天起，做一个幸福的人/喂马、劈柴，周游世界/从明天起，关心粮食和蔬菜/我有一所房子，面朝大海，春暖花开”，他停顿了片刻，“我们航天人‘面朝大海，仰望星空’，既是我们有着向往星空的科学探索精神，也是为了能让更多的人可以‘面朝大海，春暖花开’。你说，谁不喜欢春暖花开呢？”