马斯克的火箭是在哪里发射的?

作者:听风者

本文转载自:地缘谷(ID:Geo-Valley)

马斯克的火箭是在哪里发射的?

美国西部时间12月25日上午七点二十一分,推迟发送达十四年之久的詹姆斯·韦伯空间望远镜搭载阿丽亚娜5号火箭顺利升空。该项目由美国航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)和加拿大国家航天局(CSA)共同完成,预计送入太空后,韦伯空间望远镜将要滑行约一个月,进入预定轨道,开始环绕太阳轨道运行。值得注意的是,美国作为该项目的主要参与方,此次发射地点并不在美国本土而是与美国隔加勒比海相望的法属圭亚那库鲁航天发射中心,这在美国航天发射历史上并不多见,因为美国本土就有着非常完善的发射基地和设施。

马斯克的火箭是在哪里发射的?

韦伯空间望远镜发射现场 来源.Pexels

相较于完善的美国国家航天发射基地,商业航天发射一直是美国航天业的显著特,也是美国航天业领先地位的强大助力。其中,以埃隆马斯克领导的太空探索科技公司(SpaceX)公司在这一领域的表现最为耀眼。但由于商业航天发射一直面临着发射场地的困境,SpaceX对商业航天发射场地的探索试着突破这一瓶颈。

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总部位于美国加利福尼亚州霍桑的SpaceX 来源.Pexels

目前,SpaceX公司拥有的三个主要航天发射台均租借于美国联邦政府,分别是位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心的39A发射台、位于卡纳维拉尔角空军基地的40号发射复合体,以及位于加州南部的范登堡空军基地4E发射台。

卡纳维拉尔角航天军基地位于佛罗里达州卡纳维拉尔角,隶属于美国航天军第45航天联队,是美国东方实验靶场的主要部分。自1950年来陆续建造的47个发射场截止2008年只有四个还保持活跃,并且只有两个还将在未来使用。在高昂维修费用的压力下,该基地不得不将40号发射复合体租借给SpaceX,SpaceX在此于2009年发射了猎鹰9号火箭。虽然该基地位于美国本土南端,如果实行地倾发射(地球静止轨道),由于地转偏向力的作用,该基地仍然无法与近赤道的库鲁发射场媲美,至于SpaceX租借肯尼迪航天中心的39A发射台,与卡纳维拉尔角航天军基地一桥相连,同样有此困扰。

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蓄势待发的猎鹰重型运载火箭矗立于肯尼迪航天中心39号发射台 来源.Pexels

如果实行高倾发射(极地轨道),则与纬度无关,然而卡纳维拉尔角不适合此种发射,因为发射轨迹会经过居住区,因此范登堡空军基地就起了替代作用。范登堡空军基地位于美国加利福尼亚州圣巴巴拉郡,主要任务是发射军用太空载具、人造卫星及测试洲际弹道导弹。当然,范登堡空军基地同时也作为民用太空任务及商业人造卫星发射的地点,主要负责机构为 NASA 及 SpaceX。目前该基地只有有6个发射场在使用,5个停用。虽然该基地有着发射轨迹不会经过居住区的优势,但它相较于肯尼迪航天中心和卡纳维拉尔角空军基地纬度更高,这也将意味着范登堡空军基地拥有更小的载荷能力

于是,马斯克打算另辟蹊径

早在2011年9月29日,埃隆·马斯克在一次演说中就曾提到SpaceX将建设用于商业用途的发射设施

2012年4月,SpaceX公布5个潜在的候选地点,阿拉斯加、加利福尼亚、佛罗里达、德克萨斯和弗吉尼亚入选。这年9月,佐治亚和海外领地波多黎各也加入申请行列。原因是当年佐治亚的联合发展部门投票一致通过希望在大西洋海岸“建设一个用于垂直和水平发射的航天发射中心”,对此,波多黎各的提议则是改用其境内已经退役的罗斯福路海军基地。

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七个候选地分布 制图.地缘谷

到了2013的年初,虽然佛罗里达、佐治亚等地仍在参与竞争,由于德克萨斯同时具备低纬度和临近航天工业发达区的双重优势,在所有候选地中开始脱颖而出。

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德克萨斯休斯敦是全美航天工业中心,图为休斯敦林顿·约翰逊太空中心 来源.Pexels

德克萨斯德州的选址位于最南端的卡梅伦县,对此,卡梅伦县政府提出在项目建设之前,要对该项目可能对区域环境产生的影响进行评估,依据美国法律,评估的结果取决于美国联邦航空管理局。与此同时,德克萨斯州的立法机构拟定了针对发射期间的噪音限制的规定,并且分析了商用外太空飞行可能导致的其它危害。

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德克萨斯州及卡梅伦县示意及铁路联通 制图.地缘谷

2013年5月7日,航空管理局在卡梅伦县首府布朗斯维尔面向公众颁布了关于包含卡梅伦县在内的德克萨斯南部的环境影响评估草案。该草案中还首次明确了将要建立的SpaceX德克萨斯指挥中心和发射区域,这个新建的发射区域位于德州卡梅伦县首府布朗斯维尔市以东17英里,紧靠德克萨斯4号高速东面出口的波卡其卡村及其附近区域。发射区域包括有,临时存放火箭用的机库,发射平台,火焰导管,水塔,四个光标塔,燃料助推器,仓库以及收集排水用的水池。

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发射场修建场地 来源.Pexels

初步规划尘埃落定。2014年7月上旬,航空管理局声明“由SpaceX提议建设的波卡其卡发射场及周边设施,对当地的环境不会有显著的影响。”随后SpaceX立即向航空管理局提交了许可证申请。

于是,SpaceX加紧了对该区域土地的租借收购步伐。截止到2014年8月,SpaceX租用了卡梅伦县紧靠4号高速东面出口的56.6英亩土地,其中的20英亩用于垂直发射平台以及周边设施。SpaceX还收购了卡梅伦县大约41英亩土地,其中12.4英亩用作”火星桥”指挥中心,位于距离发射场以西两英里的波卡其卡村,并装修两座公寓。

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跟踪天线 来源.Pexels

对土地的租借和收购的同时,SpaceX也在积极准备发射场建设的前期工作。其中,输电网络由当地电力运营商提供,饮用水由卡车运抵基地并由水循环系统处理。除此之外,SpaceX还在附近修建了一座称为太阳城的光伏电站用于施工建设和后期使用。至于填土固沙工程需要采集240万立方米的新土,将于2015年10月至2016年1月,由卡车运抵建设工地。

同年9月22日,发射场破土动工。承担建设管理的是刚刚完成肯尼迪航天中心发射平台39A的SpaceX自己的队伍。2014年9月下旬,火星桥指挥中心围起了栅栏,两座可移动建筑就位,并在次年2月完成了承包商和供应商的竞标。波卡其卡的地面建筑也于2015年下半年顺利施工。2017年,两座卫星接收天线会被安装在发射场,用于龙飞船载人航天项目。

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位于发射场的星舰”跳跃号“ 来源.Pexels

2018年发射场基本完工。截至2021年3月5日,该发射场共完成了5次发射任务,首次发射于2019年4月5日完成。由于该发射场位于德克萨斯州毗邻墨西哥边境的南部,因此被称为SpaceX南德克萨斯发射场,又叫SpaceX星港。随着SpaceX星港的建成,该发射场成为SpaceX的第一个自主经营的发射中心。为了适应商业用途,SpaceX星港预计每年进行12次商业用途的发射,为国际空间站运送货物直至2025年。并期待为未来的火星发射器提供服务

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伫立SpaceX星港的星舰SN-10原型飞船 来源.Pexels

但,新的问题也在迎面走来?

通常火箭发射会产生巨大的噪音,而人耳能承受的声音是有限度的。根据地面测定,声压超过 140 分贝时,会引起人的耳痛;超过 160 分贝时则会出现暂时性甚至永久性听力损失,以及内耳形态变化等其他问题。此外,还可能会引起中枢神经、消化、免疫、内分泌、心血管等其他系统的不良反应。

发射于上个世纪的土星五号系列火箭曾在起飞过程中产生了 220 分贝的噪音,这个音量足以 “杀死” 一个人,这些发射严重影响了肯尼迪肯尼迪航天中心附近居民的身心健康。对此,科学家根据测量,发现每分钟向发射平台倾倒 300 吨水,可以把噪音降到 142 分贝。于是,NASA 不得不在发射后的 40 秒内向发射平台倾倒了上百吨水

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最后一枚“土星五号”在夜幕中发射,暴击了夜色的沉静 来源.Pexels

为了解决该问题,2020年6月,SpaceX已着手建造它的第一个海上太空港 ——戴摩斯,该太空港位于墨西哥湾海面,由石油钻井平台改造,并预计最早在明年开始运行,将其用于未来 “星舰” 火星任务的发射和着陆。

鉴于这个高达120米的火箭是个“巨无霸”,它的海上平台也将是巨型的。预计动太空港”最少有300米长100米宽,重量在数万吨甚至数十万吨,其面积比“猎鹰九”号著名的海上无人回收平台要大10倍以上与此同时,星舰的海上回收平台还将配备150米高的庞大发射服务塔,几乎相当于建造一幢摩天大楼

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海上发射平台概念模型 来源.马斯克社交帐号

马斯克表示,SpaceX之前已经展示了即将推出的超重型火箭助推器的概念,并与其星舰飞船配套使用,未来可以支持星舰向月球和火星的发射,更可以进行超音速地球旅行,而这将使人类长途飞行的时间缩短至几个小时。

这一海上发射平台同时也可以支持地球上“点对点”超音速旅行,即地球内的洲际发射,即可以在不到一个小时的时间内,从地球上任何城市到达另一个城市。

从自建发射基地到海上太空港,SpaceX或许在实验一条新的路径,并且似乎正在让复杂的航天探索变得更加简单高效。如果说巧用商业规律如同搭建强大的发射台,科学和勇气或为燃料,想象为蓝图,必将打开未来世界的大门。

听风者 ∣ 外蒙古爱好者
参考资料:Environmental Impact Statement: SpaceX Texas Launch Site. Federal Aviation AdministrationPerez-Treviño, Emma. SpaceX, BEDC request building permits. Brownsville Herald;Rush, Johna Strickland. Spaceport could land in Camden. Tribune & Georgian
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