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火箭为啥要坐船到发射场？各国火箭都坐什么船？
来源：互联网
2024-11-14 08:53:14 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们
火箭为何要使用船舶运输？这样做有哪些好处？在各国航天事业中，又有哪些经典的火箭运输船“任劳任怨”呢？
欧洲阿里安航天公司的新型火箭专用运输船被称为“独木舟”
火箭乘船很“舒坦”
在理想状态下，火箭制造厂商应该与发射场地相距较近，最好能够实现火箭“出厂即发射”。可惜实际情况往往是十分复杂的，毕竟火箭是复杂的工业产品，涉及行业、厂商众多，火箭部件制造、组装工作也很难集中在一个地方。此外，人才和工业聚集地是发展火箭制造业的首选，但这样的地方往往位于大城市附近，难以满足建造火箭发射场的环境、气候、安全等条件。现实中，火箭制造和发射之地往往相隔遥远，跨越大洲、大洋也不罕见。
如果发射场靠近海洋，火箭就可以乘坐运输船前往，从而规避铁路和涵洞对火箭尺寸的限制，并且消除陆运过程中的某些隐患。登船之际，火箭可以相对完整地被放进运输包装箱，其内部防磕碰、减振措施比较完善，往往填充了惰性气体，设置好恒温恒湿控制条件，防止火灾隐患和精密零部件遭遇异常。
可能有人认为，飞机空运火箭更加快捷高效，但这是有代价的。一方面，使用飞机的成本一般比船舶高得多，尤其是在锱铢必较的商业航天发射任务中，属于不容忽视的成本。另一方面，飞机的气动外形不能随意修改，机体货舱的形状、尺寸与火箭运输包装箱也有可能发生冲突，有时候必须对飞机进行特型化改装，既增加了成本，又削弱了飞机的安全性和机场适应性。
火箭运输包装箱从船上吊下
中国船：“兼职”与专用并行
火箭运输船的概念比较宽泛，不妨将它们更细致地区分为“可以运输火箭部件的兼职船”和“专门运输火箭部件的专用船”。
前者能够在内河和海洋的各个港口之间运输货物，比如前文提到的法国FERRYMAR号火箭运输集滚船。还有我国“绪扬15号”“绪扬16号”“长福顺”等大型运输船，多次运送长征五号系列、长征七号系列火箭前往海南文昌。这些运输船的甲板面积大，货舱容积大，确保在合适海况下不会产生超出火箭安全保障要求的侧倾、横摇等现象。
长福顺号货轮运输火箭部件
随着航天事业发展，“兼职”火箭运输船逐渐不能满足航天大国的需求了。包括我国在内，需要跨海运输火箭部件的国家普遍建造或进口了专用船。它们能够更出色地保障火箭部件安全且状态良好，尤其是适应部分特殊火箭部件的运输任务。
目前，我国有两艘火箭部件专用运输船，即“远望21号”和“远望22号”，其基本参数一致，母港为中国卫星海上测控部港口。可以说，这两艘船是专门为了运输火箭（特别是长征五号系列火箭）前往海南文昌航天发射场而设计建造的。
据公开资料显示，长征五号火箭的运输集装箱长度超过30米，导致普通运输船难以安全可靠地执行运送任务。为此，“远望21号”和“远望22号”的满载排水量约为9080吨，设计长130米，宽19米，型深12米，吃水约5.8米，专门为火箭部件配备了环境保障设备，以免火箭遭受海上盐雾和空气湿度的不良影响。自2013年起，这两艘运输船加入中国卫星海上测控部的“远望”大家族后，一直可靠地履行着从港口接收各型号火箭部件并运送到海南文昌的使命。
“远望 21 号”和“远望 22 号”运送火箭部件
美国船：从国营转向私营
美国太空军和美国宇航局的航天发射场都位于本土，但美国铁路和公路的修建年代较早，加上政治、环保等因素影响，导致其存在较为严苛的货物高度和重量限制，一些又大又重的火箭部件依赖专用火箭运输船。此外，美国内陆工业城市往往周边水系发达，为火箭运输船执行任务提供了必要条件。
早在“阿波罗计划”时代，为了将马歇尔航天飞行中心制造的土星1号火箭部件运送至卡纳维拉尔角基地进行发射，美国宇航局决定使用驳船装载大型火箭部件，先沿着田纳西河、俄亥俄河和密西西比河航行，再穿越墨西哥湾，从大西洋沿岸北上，最终抵达卡角港口。
为此，美国宇航局购买了一艘二战时期美国海军货船，迅速完成改装并改名为“妥协号”。这艘船在1961年8月5日从马歇尔航天飞行中心的码头出发，小心地通过因建造事故受损的惠勒水坝，在10天后将火箭部件送到卡角港口。10月27日，首枚土星1号火箭升空，验证了火箭结构和空气动力学性能，确保“阿波罗计划”迈出了踏实的一步。
美国妥协号火箭运输船
20世纪六七十年代是美国航天发展高潮期，美国宇航局的“猎户座号”“波塞冬号”“珍珠河号”“帕拉蒙号”“小湖号”“许诺号”和美国海军的“古冢号”等船只始终忙碌地运送土星1号、土星5号等火箭部件，往返于米丘德装配中心、斯坦尼斯航天中心、肯尼迪航天中心等地之间，为美国航天早期成就立下了汗马功劳。到了航天飞机时代，它们仍参与了大量火箭部件运输工作。
美国宇航局的多艘火箭运输船如今已“功成身退”
为了回收航天飞机的固体助推器，美国宇航局购买了两艘拖船，分别命名为“民主之星”和“自由之星”。在航天飞机起飞后，两船必须迅速赶往固体助推器预期坠落海域，及时将其拖曳回港口。进入21世纪，两船还要负责拖曳飞马座号火箭部件运输船。随着2011年航天飞机退役，这两艘船再无用武之地，2012年退役。目前，“飞马座号”是美国宇航局唯一的现役火箭部件运输船，长94.4米，宽15.2米，货舱尺寸为73.15米×10.97米×12.49米。该船于1999年专门设计建造，早期用途是将航天飞机的大型贮罐从路易斯安那州海岸运到肯尼迪航天中心，每次任务需航行7～10天。2011年航天飞机退役后，“飞马座号”一度被闲置在斯坦尼斯航天中心。直到2014年，美国宇航局授予造船厂价值850万美元的合同，要求其翻新“飞马座号”，以便运输太空发射系统（SLS）重型火箭芯级，助力美国人“重返月球”。
飞马座号运输船运送航天飞机贮箱
该船的加长和设备改装工作在2015年基本完成，2017年装载SLS火箭模拟芯级，开展了改装后首次航行。在2022年11月16日SLS火箭首飞前，其芯级在斯坦尼斯航天中心的点火测试都依赖“飞马座号”奔波运送。需要注意的是，这艘船上配有员工宿舍等生活设施，但没有动力系统，必须依靠拖船拖曳行驶。
拖船拖曳飞马座号火箭运输船
美国私营航天巨头也拥有性能出色的火箭运输船。联合发射联盟的“达美水手号”于2000年服役，长95.3米，宽25米，高15.2米，保障设施可供16名船员生活，顶层甲板上有直升机停机坪。
该船自服役以来便一直将德尔它4系列、宇宙神5系列、火神-半人马座火箭的部件从阿拉巴马州工厂运到佛罗里达州的卡纳维拉尔角太空军基地、加利福尼亚州的范登堡太空军基地，每次任务最多能够携带3个49米长的重型德尔它4火箭的通用芯级，将火箭所有部件一次性送到发射场附近港口。这艘船与“飞马座号”不同，配备了动力系统，能够从工厂沿着美国内河进入到墨西哥湾，执行前往范登堡太空军基地的任务需要3周左右。
2019年，该船为运输火神-半人马座火箭进行适应性改装，重新更名为“火箭船”，可以说为这款新火箭2024年成功首飞贡献良多。不过，联合发射联盟即将被蓝色起源公司收购，火神-半人马座火箭有可能提前退役，“火箭船”的命运一时难以预料。
“火箭船”为联合发射联盟服务
此外，美国太空探索技术公司频繁实施猎鹰9火箭第一级海上落船回收任务，之后使用驳船将其运送回港口。这类驳船被外界视为特殊的火箭运输船，虽然航程很短，但也要注意控制稳定性，以免回收工作功亏一篑。
猎鹰9火箭第一级回收工作曾因驳船不稳而功亏一篑
欧洲船：新方案别出心裁
欧空局成员国对于火箭运输船的需求较大，主要原因是其本土纬度较高，缺少建设航天发射场的合适地点，最终选定了面向空旷大西洋、距离赤道很近的法属圭亚那，以便火箭从地球自转“借力”，更高效地发射低倾角轨道的载荷。
虽然法属圭亚那的库鲁航天发射中心早在1970年便投入使用，但是在很长一段时间里，欧空局成员国没有专用火箭运输船。直到20世纪90年代末阿里安5火箭“挑大梁”，对运输工具的要求更高，促使阿里安航天公司出资建造了两艘专用火箭运输船，由MN公司负责运营，分别命名为“蜂鸟号”和“巨嘴鸟号”。
“蜂鸟号”是欧空局成员国首批使用的专用火箭运输船之一
长期以来，这两艘船主要负责将阿里安5火箭、织女星系列火箭和俄制联盟火箭的部件运送到法属圭亚那港口，实施整备发射。然而，随着2022年国际形势剧变，欧空局不再使用俄制火箭。2023年，阿里安5火箭退役，织女星系列火箭迟迟无法完成排故归零。种种原因迫使“蜂鸟号”和“巨嘴鸟号”近年来被完全投入商业市场，从侧面体现了欧洲火箭制造业的尴尬。
在外界看来，“青黄不接”的欧空局航天发射业务似乎不必使用专业火箭运输船了，类似中国建造的FERRYMAR号火箭运输集滚船就能满足其需求。该船总长120米，型宽22米，可以运输有望于2024年首飞的阿里安6火箭部件，也可以运送汽车等一般货物。
法国FERRYMAR 号火箭运输集滚船由中国制造
然而，2022年12月，一艘被称为“独木舟”的火箭运输船公开试航，并于2023年从欧洲前往法属圭亚那，引发外界关注。该船于2020年在波兰开工，建造工作由荷兰海王星海事公司主持，设计方在赛艇等领域口碑良好，造就了“独木舟”的独特外形。
“独木舟”试航
从尺寸来看，作为一艘需要跨越大西洋航行的运输船，“独木舟”算不上特殊，长121米，宽22米，排水量约10000吨。但是，“独木舟”几乎会给任何目睹它的人留下深刻印象，这主要归功于其甲板上安装的巨大风帆。
这些可伸缩式风帆由法国AYRO公司发明，被命名为“海洋之帆”。每张风帆高约37米，4张风帆总面积接近1500平方米。按设计，每张风帆都能360度旋转并调整帆面状态，借助智能化操控系统，根据风况精细地自动调整姿态，从而获得最大的推力，效率远远超过传统风帆。
俯瞰“独木舟”的风帆和甲板
风帆驱动无疑迎合了欧洲前些年大力宣传的环保理念，“独木舟”借此有望节省最多50%的柴油消耗，平时巡航状态下的油耗也会降低30%左右。之所以强调柴油，是因为“独木舟”并没有把绿色节能“贯彻到底”，还配备了两台柴油机，很可能是世界上第一艘柴油风帆混合动力运输船。据说，该船可以在运输近5000吨货物的情况下以16.5节的速度长途航行。按计划，该船每年能够在欧洲和法属圭亚那之间往返11次，每次停靠多个港口，整个航程接近1个月。
阿里安航天公司对于这种动力新颖的火箭运输船缺乏使用经验，因此“独木舟”由另一家商船公司代理运营，其能否胜任核心任务、是否能收获预期的经济效益，受到全世界同行的关注。
伴随航天产业蓬勃发展
其实，火箭运输船与火车、卡车、飞机等运输工具并没有本质上的不同，只不过，水运对货物尺寸大小的限制更少，运输成本往往也要便宜得多，导致在航空和铁路已如此发达的当下，水运仍是世界大宗货物的核心运输方式，对于靠近较低纬度港口布局的航天发射产业尤其重要。
美欧火箭运输船的发展历程表明，其规模、技术水平、设计方案都与航天产业发展态势息息相关。
据公开新闻报道，为了满足越来越旺盛的航天发射需求，我国海南文昌的航天基础设施仍在持续扩建，服务于现役火箭和新型火箭的总装厂房和发射工位正在如火如荼地建设。与此同时，我国周边海上火箭发射任务越来越多，相关港口附近逐渐形成了大规模航天产业聚集区，对火箭部件和后勤物资的运输需求也越来越大。
以上种种迹象表明，我国火箭发射任务将越来越多地利用海洋和港口，对于火箭运输船的载重量、货物尺寸、综合效益等指标必然会提出更高的要求，新船型、新动力、新技术预计会持续应用到火箭运输船上。畅想未来，航天工业和船舶工业强强联手，必将支持更多火箭更频繁地飞天，部署更多服务于国计民生的卫星，探索更遥远深空，实现中国人登月登火等宏伟目标。
我国将有越来越多的火箭在海上运输和发射
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