东方航天港:山东海上固体火箭发射基地

2022年国庆节后看到新闻,10月7日中国在山东海上火箭发射基地发射了东风11号火箭,这次是一次近岸发射,而且是一次在夜间的发射,运载的卫星是两颗北斗导航卫星。俄乌冲突到了现在,俄罗斯的表现令人大跌眼镜,中国和俄罗斯刚刚在9月29日签署《中俄导航互换协议》,在10天内,中国就发射了两颗北斗卫星,没有跟踪这俩的具体轨道,想来和这个《协议》也有些直接和间接的关系。这次发射给人的感觉就是以前猜测的,“战时补充导航卫星”的一个现实体现,而且实现了短准备周期、海上移动平台、夜间隐蔽发射,完全就是一种硬实力的展现

能实现这一点,认为有两个核心要素,一个是固体运载火箭长征11,一个是海上发射平台。

 

一、长征11固体运载火箭

长征11(CZ11、Long March 11)是中国长征系列火箭家族成员之一,固体四级火箭,由中国航空航天科学技术公司开发,具备短周期发射能力,可以从公路车辆(CZ-11)和船舶(CZ-11H)发射,可以从安装在公路移动车辆上的发射管中发射冷。据传,基于东风31导弹改进而来,长征11在2015年9月25日首次发射。2019年6月5日,在黄海的一艘改建驳船上首次海上发射。 截至2022年10月,已经进行了14次发射,其中四次在海上。DF11的参数:高度20.8 m;直径2.0 m;质量58,000公斤;四级火箭;有效载荷:质量700公斤(LEO);350公斤(SSO 700公里)。发射历史:酒泉、西昌、黄海;发射次数:14;成功次数:14;2015年9月25日首次发射,上次发射2022年10月7日。

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1999年阅兵式上的DF31

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2015年阅兵式上的DF31A

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2017年阅兵式上的DF31AG

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2022年,新闻中的CZ-11H

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2020年,新闻中的CZ-11H

目前各种从各种消息看,CZ11和DF31有密切关系。DF31是中国自主研制的三级固体弹道导弹。从1986年开始研制,1999年的国庆阅兵仪式上,东风-31型洲际战略导弹初次亮相。但是没料到国外武官对此并不重视,军方判断很可能发生了泄密。经过调查,发现导弹专家郭万钧有重大嫌疑,而引诱他背叛祖国的人是沃维汉。在后者的引诱下,郭万钧一步一步将东风-31型导弹的全部技术数据、重要图纸,都送到了台湾军情机构的手里。2005年,郭万钧和沃维汉双双被捕。2007年5月24日,沃维汉与郭万钧被北京市第二中级人民法院一审判处死刑、剥夺终身政治权力,并处没收个人全部财产。2008年11月28日,两个人都被执行了死刑。沃维汉的罪名是间谍罪,郭万钧的罪名是叛国罪。后来DF31演进为DF31A(2015年展示,射程11200km,source:wikipedia)和DF31AG(2017年展示,8轴),陆续还在阅兵式展示。最近已经很久没有听说DF31的消息了。从Wikipedia看,“In 2009, US Air Force Intelligence reported that under 15 DF-31 missiles had been deployed”

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有可能因为DF31泄密的原因,国家为DF31找到了新的用途,即改装为运载火箭,不得不说,这是一个非常棒的主意,如果是真的,那就造就了军转民的标杆案例!

从外观看,两个型号的差别还真不小。特别是看上去直径方面差别很大(如上图),上面DF31的图也是网上仅有的几个图之一,未必是真的。从阅兵式DF31发射筒和公开视频上CZ11的发射筒直径看,差别也非常大,但是有可能存在参照物的视差。实际上直径差别并不大,Wikipedia的数据是CZ11直径2米,而DF31直径2.25米,寻常肉眼应该是看不出来的。

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CZ11采用冷发射,从视频看,先是从发射筒中弹射出几十米(带有浓烟),然后火箭在空中有个停顿动作,然后点火发射升天

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大体就是这个样子,一股黑烟没散去,一股烈焰再次点燃,这种发射对发射船舶、发射场地的损害是最小的。大体比例看,CZ-11已经距离发射台100米左右,火焰长度在60米左右

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最后是这样的尾迹

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CZ-11的14次发射,均取得成功(source:Wikipedia)

二、海上发射平台

Musk的火箭不是海上发射,但是采用了海上回收,但是俄罗斯确实曾经采用国际合作在海上发射过火箭。研究了CZ-11的四次海上发射,发现CZ-11的海上发射采用了类不同的平台(1)平板驳船,面积很大,火箭运输车开上去也绰绰有余,后来知道是瑞阳(第1次和第3次)和德福(第4次)两个系列的驳船(2)打捞船。这是2020年的第二次发射。船名是德渤3号。看上去对发射平台的要求并不高:一是要有一定的面积;二是要有较强大的吨位和浮力。我们分别来看一下。上述这三条船在卫星地图上很难找到,因为他们有太多的商用业务,例如深海网箱铺设、电缆铺设等任务。我们注意到山东海阳港为了专业发射也订购了一艘专业的“自航式海上发射船”,海发号,这可以解决成本和机动性问题。毕竟前面提到的2艘驳船是没有动力的,不够方便(如下表)

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2.1 泰瑞号驳船

2019年6月5日12时06分,我国在黄海海域用长征十一号运载火箭,以民用船舶为发射平台,将技术试验卫星捕风一号A、B星及五颗商业卫星顺利送入预定轨道。近日,笔者从烟台港引航站获悉,作为“海上移动发射场”的民用船舶“泰瑞”号,正是由该站引航员成功引领至预定海域并完成抛锚。引航员们精准的操纵指挥,为此次发射任务提供了出色的引航保障服务。

2022年4月30日11时30分,在我国海域,随着一股浓烟直冲云霄,长征十一号运载火箭从2.5万吨级的“泰瑞号”发射船上腾空而起,以“一箭五星”的方式成功地将五颗卫星送入预定轨道。据了解,无动力驳船“泰瑞”号船长110米,船宽79米,改装后,装载着长征十一号运载火箭和待发射卫星。

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2022年4月,还是平板驳船泰瑞号负责发射CZ-11H

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2019年,长征11号首次海上发射时的场景,平板驳船泰瑞号首次使用

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大型平板,80×110米,这个尺寸比球场还大。这是改装中,或者改装前的泰瑞号

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CZ-11H从码头登陆到驳船上

 

2.2 德渤3号打捞船

“德渤3”号是一艘12000吨抬浮力打捞工程船,由交通运输部烟台打捞局运营,天海融合防务装备技术股份有限公司研发设计。该船总长159.6米,最大船宽38.8米,型深10.9米,最大载重量20500吨,单边最大抬浮力12000吨;采用全电力推进,配备DP 1动力定位和4点锚泊定位系统,具有快速调载功能。它在列编渤海湾救捞队伍后,主要用于大型遇险破损船舶、舰艇的应急抢险打捞、破损船舶的装载与运输,同时兼顾海上大型设备及钢结构件、海上石油开采平台、厂房、船舶分段等超大件的运输任务,具备大型车辆、甩挂车辆等的滚装能力和危险货物适装能力。12000吨抬浮力打捞工程船是交通运输部救捞系统“十二五”规划确定的重大装备建设项目之一,共建造两艘。其姊妹船“德渤2”号轮已于2016年3月9日顺利交付,两条成对协调作业最大浮力可以达到2.4万吨,将打造双船配合工作的全新理念。

2020年9月的这次发射,长征十一号运载火箭在黄海海域采用”一箭九星”的方式,成功将吉林一号高分03系列9颗卫星送入535公里的太阳同步轨道。

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德渤3号

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德渤3号还有一条姐妹船,德渤2号,这是德渤2号的首航。我的理解是,有个备份的,万一德渤3号不好用,还有一个德渤2号当备胎

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从侧面观察德渤3号,似乎也没有什么技术含量

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第二次发射时,有一艘可以载员1000人的游轮“中华复兴”号作为观礼船。“中华复兴”号由山东黄海造船有限公司建造的,总长212米,型宽28.6米,型深15.3米,总吨位4.5万吨,乘客定额为2000人,车道长度3000米,最大续航力5000海里。

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卫星地图:停靠在烟台港的德渤系列打捞船,右侧是一艘平板驳船

 

2.3 德浮15002

没有觉得巧克力来了!!山东的这些船,不是“德”、就是“泰”很有地方特色。这个德浮15002是一条平板驳船,也是一条有故事的船,可以搜到有一些相关的海事诉讼案件。

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2017年5月15日,烟台打捞局救捞工程船队顺利完成江苏滨海H2升压站上部组块的安装工作。这条驳船有些小,可能是德治系列驳船,德浮15002也参加了本次作业。

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卫星地图:停靠在烟台港的某型号驳船,驳船是一种很常用的类型,啥都能干,但是种类也很多,这种平板驳船,一般没有动力

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2022年10月,新闻中的德浮15002,德浮的优点是比较长,可以发射火箭,德治等系列就不够长度了。注意这条船和泰瑞是有差别的,对照一下就能看出来

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2022年10月的发射在夜间,可以模模糊糊看到德浮15002的轮廓

 

 

三、山东火箭发射基地:中国东方航天港

海阳东方航天港(Haiyang Oriental Spaceport)又称中国东方航天港,位于山东省烟台市海阳市,是中国唯一一个运载火箭海上发射母港。项目依托烟台优越的地理位置和港口条件,发挥航天、海工等工业制造基础雄厚的独特优势,打造航天海上发射母港,以及火箭研发制造中心、卫星载荷研发制造中心、海上发射平台研发制造中心和卫星数据应用开发中心,辐射带动智能制造装备、物流装备、能源装备、航天新材料、航天旅游等相关产业。2019年6月5日,长征十一号固体运载火箭从这里出发,完成了我国运载火箭首次海上发射。自成立以来,东方航天港致力于成为全国首个集海上发射、卫星应用、星箭产研、配套集成、航天文旅为一体,高附加值、低成本、全产业链的商业航天产业化基地,未来地位举足轻重。未来,一个百亿级商业航天高科技产业集群将全面崛起,中国将实现海上常态化发射。

2019年7月30日,从中国航天科技集团获悉,我国计划年内启动实施“中国东方航天港”项目,拟在山东烟台打造我国首个海上发射母港,推动海上发射高频化、常态化、系统化。截至2019年7月,航天科技集团一院、烟台市政府与海工合作伙伴三方已正式签订战略合作框架协议,为深入开展各领域合作、共同推动“中国东方航天港”项目建设奠定了基础。2022年,经过几年快速发展,海阳东方航天港已具备年产20发固体运载火箭总装测试能力和海上发射支持保障能力。截至2022年4月,该航天港已引进12个航空航天产业相关项目,涉及星箭研发制造、卫星数据应用、航天高端配套、航天+海工装备、空天运输及搭载服务、航天文化旅游、航天科技应用等领域。发展历史参见附录1。

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山东海阳,中国东方航天港整体布局,分成4个区域,可以看出来政府的雄心很大,据说这是200亿规模的产业基地

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这是厂区模拟的景观图,注意其中分成好几个区,好在卫星地图有早有晚,看的清清楚楚

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卫星地图:可以看到两个左侧是公司总部,右侧是测试基地,后方是JSZX-B车间,从形状看也对得上

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网图:这是JSZX-B车间在建造中的样子,这么长,可以放几个火箭了

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卫星地图:看看JSZX-B车间的样子,大体可能是已经快投产的时候了,门口已经停了一些车辆

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卫星地图:看看这个码头的样子,附近还有两个景点岛,看来早就有所布局,这两个岛子可以观看火箭发射。

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网图:这是码头上的测试车间,新闻里,就是从这个地方把CZ-11H拉出来,并送到码头、装船

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码头上,有个儿童乐园,里面有个大黄鸭,很大!

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2019年的发布会

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2020年的产业基地签约仪式

 

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未来,航天港,并不仅仅是发射CZ-11H,还有另外的固体火箭,包括捷龙三号和引力一号。

 

相关信息:

https://en.wikipedia.org/wiki/DF-11

https://en.wikipedia.org/wiki/DF-31

出卖东风导弹情报,勾结台谍,这个中国导弹专家后来怎么样了?

调查 | 火箭发射为何都往海上跑?

中俄签署导航互换协议,俄罗斯境内可用北斗,中国也能用俄导航

这两艘船助力我国首次海上发射!一箭九星!

海阳东方航天港

https://zhuanlan.zhihu.com/p/40170010

长征十一号

https://www.sohu.com/a/141028076_772046

国外海上火箭发射发展历程概述_网易订阅 (163.com)

 

附录1:山东海阳中国东方航天港历程

2019年7月30日,从中国航天科技集团获悉,我国计划年内启动实施“中国东方航天港”项目,拟在山东烟台打造我国首个海上发射母港,推动海上发射高频化、常态化、系统化。

2019年7月,航天科技集团一院、烟台市政府与海工合作伙伴三方已正式签订战略合作框架协议,为深入开展各领域合作、共同推动“中国东方航天港”项目建设奠定了基础。

2019年12月,海阳先行启动海阳港区技术厂房建设工作。

2020年4月22日,东方航天港产业项目开工,东方航天港发展集团正式揭牌。

2020年7月20日,海阳港区技术厂房完成交付使用。

2020年8月,东方航天港重大工程一期项目全面开工建设。

2020年11月22日,东方航天港总装首发火箭长征十一号遥九火箭出厂,拉开了在山东生产火箭的序幕,标志着海阳东方航天港产业化方向取得了阶段性成果。

2021年4月22日,东方航天港指挥大厅正式开工,由东方航天港(海阳)产业园公司和航天驭星公司联合建设。

2021年10月29日上午10点,烟台市在海上发射母港海阳生产基地举行东方航天港新型海上发射船开工仪式。该船船长 162.5 米、型宽 40 米,可通过配置专业化功能系统模块和集成化发射支持设备,满足当前在役及在研大中型固体运载火箭、中小型液体运载火箭的发射与回收等需求,是目前世界上最大的海上发射船只,计划 2022 年完成建造并正式投入使用。

2021年12月10日,海阳市举行东方航天港重点项目签约暨开工启动仪式,九天行歌火箭贮箱产业基地、东方空间“引力一号”商业固体运载火箭总装测试中心、星河动力商业固体运载火箭创新研发制造基地三大项目同步启动。

2022年,经过几年快速发展,海阳东方航天港已具备年产20发固体运载火箭总装测试能力和海上发射支持保障能力。

截至2022年4月,该航天港已引进12个航空航天产业相关项目,涉及星箭研发制造、卫星数据应用、航天高端配套、航天+海工装备、空天运输及搭载服务、航天文化旅游、航天科技应用等领域。

2022年5月,海阳市东方航天港航天科普教育基地项目完成了基础施工,计划于7月份完成主体封顶,年底投入使用。建设目标是打造形成发射观礼+航天科普教育研学的沉浸式游览体验馆。

2022年6月20日,东方航天港卫星数据应用展示中心竣工亮相。

2022年6月29日,海阳空天信息研究院浮空器生产基地揭牌。

2022年8月22日,中国兵器工业集团第五三研究所与东方航天港签署战略合作协议。

2022年9月4日,火箭派空间生命科学实验室正式落地于海阳东方航天港。填补空白,国内首个商业航天空间生命科学实验室项目落地。

 

附录2:其他国家的海上发射和回收

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海上火箭发射构想的提出已经有50多年,1964年至1988年,意大利罗马大学和美国NASA从位于肯尼亚海岸的‘圣马可’固定平台上发射过多枚航天器。意大利国家空间项目构想开始于20世纪60年代,1962年决定在非领海建造发射平台,并命名为”神圣的象征”(Saint Mark),意大利首个空间项目圣马科(San Marco)也由此得名。该项目最初在1962年NASA与罗马大学签订关于圣马科项目的合作协议。19世纪60年代中期,意大利在印度洋中建立了第一个民用的移动式赤道发射场–圣马科发射平台(San Marco platform)。它包括两个不同类型的平台。一个起发射台作用,另一个是控制发射的指挥所。圣马科发射场于1966年投入使用,最初用于美国研制的”侦察兵”运载火箭(SCS:Space Communication Satellite)的发射。

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1995年,美国波音公司、乌克兰南方公司、俄罗斯能源科研生产公司和挪威克韦尔纳公司,共同组建了海上发射公司,建造了一座“奥德赛”海上发射平台,使用俄罗斯的“天顶”号运载火箭在赤道附近开展发射业务,共发射了30多次。由于火箭的可靠性、经济性和公司债务等问题,奥德赛平台已经很久没有再发射过了。

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该公司的海上发射平台‘奥德赛号’是由日本住友重机械工业株式会社在1983年建成的海上移动石油勘探和钻井平台改造而成。其120米长,69米宽,拥有1.245万马力动力,空载排水量为30,000吨,水下排水量为50,600吨。

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2004年6月28日的那次部分成功,是海上发射公司发射亚太5号通信卫星时,火箭推力稍有不足,未能将卫星送入预定轨道,但后来卫星凭借自己的力量还是成功入轨。第二次火箭发射失败是在2007年1月30日,发动机点火几秒钟后在发射台上爆炸,天顶-3SL运载火箭连同波音制造的荷兰NSS-8卫星均被炸毁。在2009年6月22日,该公司宣布破产。原因可能有海上发射公司的总经理吉姆在2006年被SpaceX公司挖走,成为了SpaceX公司的首席运营官、美国官方对海上发射公司的干扰以及太平洋相关海域的国家联合反对。2010年海上发射公司重组。重组后,海上发射公司继续进行商业卫星发射活动,然而Intelsat-27的发射失败对其又是一个重大打击。2013年2月搭载荷兰“国际通信卫星-27”(Intelsat-27)的俄罗斯-乌克兰“天顶-3SL”运载火箭从太平洋海域浮动航天发射平台发射升空,但由于发射后出现故障,第一级火箭发动机关闭导致火箭坠入发射平台附近海域。

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因为俄罗斯与乌克兰的紧张关系以及其他原因,海上发射公司业务于2014年暂停,并于2016年进行项目销售谈判。2016年9月,俄罗斯‘S7 Space’公司成为‘海上发射’公司的所有者,包括海上发射指挥船(Sea Launch Commander)、奥德赛(Odyssey)号发射平台、地面设备以及海上发射公司(Sea Launch)包括商标在内的知识产权。2017年4月,S7 Space公司与乌克兰Po Yuzhmash公司达成了一份订购12枚天顶-3SL协议,然而本应交付的第一批3枚天顶-3LSB火箭,因为多方面因素的影响延迟交付。同年12月,S7 Space公司使用天顶-2SB在拜科努尔航天发射场发射了‘ANGOSAT-1’号卫星。2018年4月,据S7 Space 公司表示,他们已经与‘能源’火箭航天集团开始开发具有商业吸引力的中产阶级运载火箭版“SOYUZ-5”,其具有可回收使用的技术。据S7 Space公司官方最新消息,其打算于2019年12月至2022年间用“海上发射”(Sea Launch)浮动发射平台进行12次发射。第一次发射定于2019年12月举行,2020年计划举行3次发射,2021年与2022年各安排4次发射。S7 Space公司计划在15年年内进行70次商业发射。公司已与俄罗斯‘能源’火箭航天集团签署旨在重新启用“海上发射”浮动发射平台的合作协议。

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猎鹰9号海上回收

 

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