發射火箭一定需要觀測船嗎?

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大部分需要,主要取決於航天器在什麼階段,什麼任務。

比如在航天的發射過程中,它飛到地球了另一端,但是還在加速變軌,那就需要遠望測量船幫助跟蹤導航,以精確地獲得自己的軌跡。

如上圖所示,航天器飄到我們陸地觀測站看不到的地方的時候,就需要這種海上的觀測站了。

咱們國家有遠望號測量船,這是一系列測量船。最早從1997年的遠望一號下水,到現在快完工的遠望七號。船上有啥設備,估計大家也不是很感興趣,這裡就不詳述,大概瞭解就是一堆雷達和通信設備吧。什麼S波段統一測控系統啊,C波段統一測控系統啊,C波段脈衝雷達啊這一類的。


最近的不是還有921工程啊,這個需要測量船時刻關注。除了看天上的航天器之外,有的還有氣象之類的其他任務。哦對了,導彈的實驗也是靠測量船去看看打得準不準,遠望四號報廢以後還當了一次東風21D的靶子。


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圖注:“遠望”3號航天測量船

發射火箭或者航天器,需要進行遠程遙感和測控,由於每一個地面站或者測控點的測控距離是有限的,在火箭和航天器飛行全程中,就需要進行多個站點之間的接力,在地面上,測控主要依靠地面觀測站來完成,一方面用於單向觀測,另外還要在地面站和火箭之間進行雙向數據傳輸,此外還可能要用上光電雷達等探測設備對火箭進行跟蹤觀測。但是我們知道,世界上陸地面積僅佔整個地球表面面積的不到3成,71%的地表面積被廣闊的海洋佔據,因此不可避免要在海洋上布站,有的站,可以分佈在海洋上“漂浮”的島嶼上,比如加勒比海、太平洋地區和印度洋地區上的海島,都可以用於建觀測站,但持續跟蹤,全靠這些站是不行的,特別是有的地方因為政治或者其他因素,不適合建立觀測站,這就需要使用測量船這種可以移動的漂浮在公海上的觀測站。我們國家的測量船,就是“遠望”系列測量船。

就連軍事基地和觀測站遍佈全球的美國,卻裝備有這樣的測量船,稱作“導彈跟蹤船”(MRIS),用於監測飛行軌跡飛過海洋的火箭或者導彈。

也有的國家沒有條件搞火箭或導彈測量船,比如被封鎖的朝鮮。他們的辦法,就是在遠程導彈的全程飛行試驗的時候,儘量使用高拋彈道試驗方式進行,這樣既能進行全程試驗,又可以保證射程較近,便於地面測控站控制和跟蹤,獲取各項寶貴的數據和參數。

未來還可能有一個趨勢,這就是發展太空中的觀測站——導彈或火箭觀測衛星,太空觀測的優勢是觀測條件好,觀測範圍大,這是火箭和衛星測控技術發展的一個方向。


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由於我國所處的國際環境,在發射火箭時通常需要部署“遠望”測控船隊,在飛行器位於西半球等遠離地面測控站位置的時候承擔跟蹤目標和數據傳輸的任務。


對於美帝等國航天測控就不需要測量船了,NASA依託美國盟友和海外領地早在阿波羅時期就建立了以地面站為基礎的全球測控網絡。主要有本土加州,西班牙,澳大利亞三座大型地面站和包括南極在內的大量測控站。

上圖為澳大利亞帕克斯測控站的65米天線,曾經參與過阿波羅11號登月直播。

但是地面站維護成本一直較高,於是70年代NASA開始計劃發射測控衛星代替。
1983年由挑戰者號航天飛機發射了天基測控系統的首顆衛星TDRS-1,至今已有12顆TDRS衛星入軌,目前還有8顆衛星在提供服務。



TDRS衛星工作在同步軌道,為NASA和它的小夥伴們發射的航天器提供跟蹤和數據中繼服務,據說節省了15座地面站。TDRS的服務不是免費的,所以也是NASA少有的帶來盈利部門。


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