“海上發(fā)射”（Sea Launch）項目是一項國際航天器商業(yè)發(fā)射服務項目，采用創(chuàng)新性的移動式海上發(fā)射平臺，使用俄羅斯的“天頂”-3SL （Zenit-3SL）火箭執(zhí)行發(fā)射任務。在該項目框架下，1995年曾成立了“海上發(fā)射公司”（Sea Launch venture），該公司由四國企業(yè)投資建立，包括美國波音公司商業(yè)空間分公司、俄羅斯能源火箭航天集團、烏克蘭南方設計局和挪威克瓦納集團（現(xiàn)在的Aker Solutions），公司由波音公司（Boeing）管理，并由其他股東參與。其第一枚火箭于1999年3月成功發(fā)射。目前，該公司也是世界上唯一一家可提供海上發(fā)射服務的公司。

 

圖表：Sea Launch venture的股份和技術分配表

公司名稱	股份	提供技術
美國波音公司商業(yè)空間分公司（Boeing）	40%	提供系統(tǒng)集合與有效載荷的衛(wèi)星平臺技術
俄羅斯能源火箭航天集團 （RSC Energia）	25%	提供“天頂”運載火箭第三級（上面級）的技術
烏克蘭南方設計局 （Design Office“Yuzhnoye”）	15%	提供“天頂”運載火箭第一級和第二級的技術
挪威克瓦納集團（Kvaerner）	20%	提供發(fā)射平臺和裝配控制船的技術

資料來源：Boeing

海上發(fā)射系統(tǒng)可將不同用途的航天器發(fā)射到預定軌道，其中包括高圓形、橢圓形、軌道傾斜無限制、地球同步衛(wèi)星軌道等。發(fā)射通過帶有DM-SL上面級的“天頂-3SL”火箭在海洋平臺完成，為保障發(fā)射使用中繼衛(wèi)星。在發(fā)射時應進行運輸、儲存、發(fā)射前火箭和有效載荷的準備工作以及飛行控制和發(fā)射。

 

圖表：海上發(fā)射系統(tǒng)主要性能特點

 

圖表：海上發(fā)射系統(tǒng)組成

火箭部分	火箭組合裝置 （天頂-3SL運載火箭和DM-SL上面級，技術裝備和火箭準備和發(fā)射系統(tǒng)綜合體）
	用于準備和發(fā)射的自動化控制系統(tǒng)綜合體
	上面級自動飛行控制系統(tǒng)
	測量綜合體
航天器部分	航天器有效載荷塊
海上部分	發(fā)射平臺
	組裝和指揮船
	基地港口
	用于準備有效載荷塊的場所
	LP和RB階段的儲藏室
吸引資金	飛行控制中心RB
	航天器飛行控制中心
	中繼衛(wèi)星（TDRSS，Intelsat等）

資料來源：RSC Energia

海上發(fā)射擁有以下一系列的優(yōu)勢：

◇ 能直接從赤道進行發(fā)射，可以最大限度的利用地球自轉，在將航天器發(fā)射至對地靜止軌道時可以增加運載火箭的質量輸出效率，因此可以降低發(fā)送至目標軌道的單位成本。

◇ 可以在海上任何中立的領域進行發(fā)射，避免政治風險，在火箭發(fā)射時有利于實現(xiàn)跨境互動，避免了在適當安全區(qū)域的發(fā)射場征用土地的必要性。

◇ 體積小，無需開發(fā)地面基礎設施和相關社會部門（道路、能源、酒店、學校和醫(yī)院等），可減少參與工作的人員數(shù)量，因而運營成本得以減少。

 

Sea Launch 的“奧德賽”發(fā)射平臺

海上發(fā)射系統(tǒng)采用的“奧德賽”發(fā)射平臺采用自推式半潛式潛水器，雙體船型，是一種浮動式發(fā)射導彈系統(tǒng)。該平臺以Rosenberg造船廠（斯塔萬格，挪威）的海上石油勘探和鉆井平臺為基礎，配備發(fā)射臺、火箭安裝程序、燃料組件填充系統(tǒng)等火箭發(fā)射場設備，由維堡（俄羅斯）的Kvarner-Vyborg-Verf造船廠安裝火箭系統(tǒng)、啟動和輔助設備，打造了如今的海上發(fā)射平臺。

 

該發(fā)射臺配備一個機庫，以便在發(fā)射場運輸和儲存帶有有效載荷的天頂-3SL火箭。機庫配有空調系統(tǒng)，可在整個運輸時間內(nèi)運行。將火箭從機庫中移出并安裝在垂直位置，要采用平臺特殊的移動運輸安裝程序。平臺上還有用于儲存火箭燃料（煤油和液氧）的專門房間。其遠程控制的火箭燃料加注系統(tǒng)和自動發(fā)射系統(tǒng)可在平臺無人的情況下進行預發(fā)射操作。該平臺具有強大的抗風浪能力和完備的環(huán)境控制系統(tǒng)等特點，在火箭發(fā)射時還可進入半潛狀態(tài)，來進一步增強穩(wěn)定性。

 

圖表：“奧德賽”發(fā)射平臺的技術參數(shù)

 

資料來源：RSC Energia

Sea Launch的裝配指揮船

裝配指揮船（SCS）由位于蘇格蘭格拉斯哥市的Kvaerner造船廠建造。該船使用Ro-Ro型（滾裝/滾降）的貨船設計，并由俄羅斯圣彼得堡的Kanonersky造船廠負責將火箭系統(tǒng)和設備安裝到建好的裝配指揮船上。

 

該船的停靠港口作為裝配車間，公海則是運載火箭準備和發(fā)射的控制中心。SCS上配備了可對火箭和上面級進行復雜測試的系統(tǒng)和設備，采用高沸點燃料和氣體。此外還配有控制火箭上面級飛行的指揮所，以及遙測接收和處理設備，衛(wèi)星通信站等。

 

圖表：裝配指揮船（SCS）的技術參數(shù)

 

資料來源：RSC Energia

 

 火箭從指揮船向平臺的運輸步驟

該船最多可容納240人，還配有會議室、電影院、咖啡廳、娛樂室、游戲室、健身房、游泳池、食品和醫(yī)療服務等，舒適度較高。其停泊于美國西南部（加利福尼亞州）的長灘港，可通過巴拿馬運河從歐洲抵達基地港口。

 

Sea Launch 的“天頂-3SL”火箭

Sea Launch采用的運載火箭是蘇聯(lián)時期開發(fā)的“天頂”號，其由烏克蘭南方設計局和南方機械制造廠設計和生產(chǎn)。“天頂-3SL”火箭的結構是在“天頂-2S”火箭作為第一級和第二級的基礎上，增加DM-SL上面級和航天器有效載荷，DM-SL上面級主要由俄羅斯RSC Energia負責生產(chǎn)，而波音公司負責開發(fā)有效載荷模塊，包括頭部整流罩（碳纖維）和過渡結構部件。“天頂-3SL”火箭具有操作簡單、發(fā)射過程完全自動化的優(yōu)點，可將多達6噸的有效載荷運送到地球同步運轉軌道，燃料采用液態(tài)氧和煤油，十分環(huán)保。

 

 

典型入軌線路圖

Sea Launch的主要發(fā)射區(qū)域位于基里巴斯共和國圣誕島附近的赤道地帶（坐標為西經(jīng)154°，緯度0°）。

 

海上發(fā)射任務的典型軌跡

其典型發(fā)射方案分為以下幾次飛行操作：轉入中介軌道→進入基準軌道→進入目標軌道→航天器分離→提供TMI控制，將航天器送入預定軌道→保持航天器在預定軌道的運行。飛行過程中的遙測信息被傳送到裝配指揮船和莫斯科科羅廖夫的飛行控制中心，上面級由飛行控制中心進行控制，利用TDRSS中繼衛(wèi)星和“Intelsat”通信衛(wèi)星進行信息傳輸。

 

海上發(fā)射成功率

據(jù)統(tǒng)計，自1999年3月27日發(fā)射了第一顆演示衛(wèi)星起，“海上發(fā)射”系統(tǒng)至今已經(jīng)發(fā)射了36次，其中32次成功，1次部分成功，3次失敗，最終入軌成功率為91.67%（見下表），火箭搭載的所有有效載荷幾乎都是對地靜止軌道的通信衛(wèi)星。

圖表：Sea Launch發(fā)射活動列表

Number	Date	Payload	Mass	Result
1	1999-03-27	DemoSat	4.5 t	success
2	1999-10-09	DIRECTV 1-R	3.5 t	success
3	2000-03-12	ICO F-1	2.7 t	failure
4	2000-07-28	PAS-9	3.7 t	success
5	2000-10-20	Thuraya-1	5.1 t	success
6	2001-03-18	XM-2 ROCK	4.7 t	success
7	2001-05-08	XM-1 ROLL	4.7 t	success
8	2002-06-15	Galaxy IIIC	4.9 t	success
9	2003-06-10	Thuraya-2	5.2 t	success
10	2003-08-07	EchoStar IX/Telstar 13	4.7 t	success
11	2003-09-30	Galaxy XIII/Horizons-1	4.1 t	success
12	2004-01-10	Telstar 14/Estrela do Sul  1	4.7 t	success
13	2004-05-04	DIRECTV-7S	5.5 t	success
14	2004-06-28	Telstar-18	4.8 t	launch anomaly
15	2005-03-01	XM-3	4.7 t	success
16	2005-04-26	SPACEWAY-1	6.0 t	success
17	2005-06-23	Intelsat IA-8	5.5 t	success
18	2005-11-08	Inmarsat 4-F2	6.0 t	success
19	2006-02-15	EchoStar X	4.3 t	success
20	2006-04-12	JCSAT-9	4.4 t	success
21	2006-06-18	Galaxy 16	5.1 t	success
22	2006-08-22	Koreasat 5	4.9 t	success
23	2006-10-30	XM-4	4.7 t	success
24	2007-01-30	NSS-8	5.9 t	failure
25	2008-01-15	Thuraya-3	5.2 t	success
26	2008-03-19	DirecTV-11	5.9 t	success
27	2008-05-21	Galaxy 18	4.6 t	success
28	2008-07-16	EchoStar XI	5.5 t	success
29	2008-09-24	Galaxy 19	4.7 t	success
30	2009-04-20	SICRAL 1B	3.0 t	success
31	2011-09-24	Atlantic Bird  7	4.6 t	success
32	2012-05-31	Intelsat 19	5.6 t	success
33	2012-08-19	Intelsat 21	6.0 t	success
34	2012-12-03	Eutelsat 70B	5.2 t	success
35	2013-02-01	Intelsat 27	6.2 t	failure
36	2014-05-26	Eutelsat 3B	6.0 t	success

資料來源：WIKIPEDIA

其中的一次重大失誤為，2007年1月30日，Sea Launch的天頂-3SL火箭搭載的500噸燃料和荷蘭NSS-8通信衛(wèi)星由于火箭發(fā)動機中混入異物導致在發(fā)射時爆炸，雖然波及了發(fā)射平臺，造成了一部分表面損傷，但幸好人員撤離早而無人受傷。NSS-8發(fā)射失敗后不久，Hughes Network Systems公司就將原本交由海上發(fā)射公司的天頂-3SL號發(fā)射的SPACEWAY-3衛(wèi)星改交由Ariane- 5運載火箭執(zhí)行發(fā)射 。

 

Sea Launch公司運營現(xiàn)狀

最初的四國合資的Sea Launch公司于2009年6月不幸宣布破產(chǎn)，這一預感在2006年其總裁兼總經(jīng)理Jim Maser離開公司加入Space X就開始了，再加上2007年的重大發(fā)射失誤事件和美國政府對公司運營的不斷插手和干擾最終造成了這一結果的產(chǎn)生。因此，波音公司深受其害不得不放棄，2010年后Sea Launch公司重組，且經(jīng)過了一系列的調整，俄羅斯能源航天火箭集團收購了其95%的股份，波音公司仍保留了3%股份，挪威公司占2%，而烏克蘭南方設計局由于受“俄烏交惡”事件影響退出項目，目前，Sea Launch公司基本全部由俄羅斯管理，總部位于瑞士。

 

公司重組后恢復了一段時間的發(fā)射服務，但由于政治變故（“俄烏交惡”）和2013年的波音索賠3.5億美元的經(jīng)濟流失，2014年8月，Sea Launch公司為減少運營成本停止對發(fā)射和裝配指揮船的運營。截至2015年12月，由于基礎設施維護費用高達每年約3000萬美元，俄羅斯Roscosmos和Energia公司一直在尋找海上發(fā)射資產(chǎn)的買家。2016年9月，俄羅斯的大型私營航空控股公司S7集團宣布收購Sea Launch公司，目前，Sea Launch與陸上發(fā)射（Land Launch）項目一起被并入S7 集團。

 

收購Sea Launch是S7集團打入航天業(yè)的“門票”。2018年S7集團計劃對海上發(fā)射項目進行重啟活動，計劃于2019年重新啟用俄羅斯海上發(fā)射場地，用于第一次啟動的天頂火箭也將于2019年制造完成。此外，S7集團和RSC Energia的合作將不僅限于陸地發(fā)射和海上發(fā)射服務，還將在創(chuàng)建太空運輸基礎設施方面進行進一步合作。

 

主要參考資料：

1、 Sea Launch 

2、 Проект "Морской старт" Состав комплекса Стартовая платформа "Одиссей"；

        Проект "Морской старт" Состав комплекса Сборочно-командное судно；

        Проект "Морской старт" Состав комплекса Ракета космического назначения "Зенит-3SL"等

3、Sea Launch venture

4、Sea Launch—WIKIPEDIA

5、Запуски ракет с космодрома «Морской старт» могут возобновиться в 2019 году

6、Sea Launch Marketed Alongside Boeing Delta Rockets

7、Спор с Boeing по "Морскому старту" разрешат до конца года

8、S7 SPACE