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火箭為何要使用船舶運輸？這樣做有哪些好處？在各國航天事業(yè)中，又有哪些經(jīng)典的火箭運輸船“任勞任怨”呢？

歐洲阿里安航天公司的新型火箭專用運輸船被稱為“獨木舟”

火箭乘船很“舒坦”

在理想狀態(tài)下，火箭制造廠商應(yīng)該與發(fā)射場地相距較近，最好能夠?qū)崿F(xiàn)火箭“出廠即發(fā)射”?？上嶋H情況往往是十分復雜的，畢竟火箭是復雜的工業(yè)產(chǎn)品，涉及行業(yè)、廠商眾多，火箭部件制造、組裝工作也很難集中在一個地方。此外，人才和工業(yè)聚集地是發(fā)展火箭制造業(yè)的首選，但這樣的地方往往位于大城市附近，難以滿足建造火箭發(fā)射場的環(huán)境、氣候、安全等條件。現(xiàn)實中，火箭制造和發(fā)射之地往往相隔遙遠，跨越大洲、大洋也不罕見。

如果發(fā)射場靠近海洋，火箭就可以乘坐運輸船前往，從而規(guī)避鐵路和涵洞對火箭尺寸的限制，并且消除陸運過程中的某些隱患。登船之際，火箭可以相對完整地被放進運輸包裝箱，其內(nèi)部防磕碰、減振措施比較完善，往往填充了惰性氣體，設(shè)置好恒溫恒濕控制條件，防止火災(zāi)隱患和精密零部件遭遇異常。

可能有人認為，飛機空運火箭更加快捷高效，但這是有代價的。一方面，使用飛機的成本一般比船舶高得多，尤其是在錙銖必較的商業(yè)航天發(fā)射任務(wù)中，屬于不容忽視的成本。另一方面，飛機的氣動外形不能隨意修改，機體貨艙的形狀、尺寸與火箭運輸包裝箱也有可能發(fā)生沖突，有時候必須對飛機進行特型化改裝，既增加了成本，又削弱了飛機的安全性和機場適應(yīng)性。

火箭運輸包裝箱從船上吊下

中國船：“兼職”與專用并行

火箭運輸船的概念比較寬泛，不妨將它們更細致地區(qū)分為“可以運輸火箭部件的兼職船”和“專門運輸火箭部件的專用船”。

前者能夠在內(nèi)河和海洋的各個港口之間運輸貨物，比如前文提到的法國FERRYMAR號火箭運輸集滾船。還有我國“緒揚15號”“緒揚16號”“長福順”等大型運輸船，多次運送長征五號系列、長征七號系列火箭前往海南文昌。這些運輸船的甲板面積大，貨艙容積大，確保在合適海況下不會產(chǎn)生超出火箭安全保障要求的側(cè)傾、橫搖等現(xiàn)象。

長福順號貨輪運輸火箭部件

隨著航天事業(yè)發(fā)展，“兼職”火箭運輸船逐漸不能滿足航天大國的需求了。包括我國在內(nèi)，需要跨海運輸火箭部件的國家普遍建造或進口了專用船。它們能夠更出色地保障火箭部件安全且狀態(tài)良好，尤其是適應(yīng)部分特殊火箭部件的運輸任務(wù)。

目前，我國有兩艘火箭部件專用運輸船，即“遠望21號”和“遠望22號”，其基本參數(shù)一致，母港為中國衛(wèi)星海上測控部港口?？梢哉f，這兩艘船是專門為了運輸火箭（特別是長征五號系列火箭）前往海南文昌航天發(fā)射場而設(shè)計建造的。

據(jù)公開資料顯示，長征五號火箭的運輸集裝箱長度超過30米，導致普通運輸船難以安全可靠地執(zhí)行運送任務(wù)。為此，“遠望21號”和“遠望22號”的滿載排水量約為9080噸，設(shè)計長130米，寬19米，型深12米，吃水約5.8米，專門為火箭部件配備了環(huán)境保障設(shè)備，以免火箭遭受海上鹽霧和空氣濕度的不良影響。自2013年起，這兩艘運輸船加入中國衛(wèi)星海上測控部的“遠望”大家族后，一直可靠地履行著從港口接收各型號火箭部件并運送到海南文昌的使命。

“遠望 21 號”和“遠望 22 號”運送火箭部件

美國船：從國營轉(zhuǎn)向私營

美國太空軍和美國宇航局的航天發(fā)射場都位于本土，但美國鐵路和公路的修建年代較早，加上政治、環(huán)保等因素影響，導致其存在較為嚴苛的貨物高度和重量限制，一些又大又重的火箭部件依賴專用火箭運輸船。此外，美國內(nèi)陸工業(yè)城市往往周邊水系發(fā)達，為火箭運輸船執(zhí)行任務(wù)提供了必要條件。

早在“阿波羅計劃”時代，為了將馬歇爾航天飛行中心制造的土星1號火箭部件運送至卡納維拉爾角基地進行發(fā)射，美國宇航局決定使用駁船裝載大型火箭部件，先沿著田納西河、俄亥俄河和密西西比河航行，再穿越墨西哥灣，從大西洋沿岸北上，最終抵達卡角港口。

為此，美國宇航局購買了一艘二戰(zhàn)時期美國海軍貨船，迅速完成改裝并改名為“妥協(xié)號”。這艘船在1961年8月5日從馬歇爾航天飛行中心的碼頭出發(fā)，小心地通過因建造事故受損的惠勒水壩，在10天后將火箭部件送到卡角港口。10月27日，首枚土星1號火箭升空，驗證了火箭結(jié)構(gòu)和空氣動力學性能，確?！鞍⒉_計劃”邁出了踏實的一步。

美國妥協(xié)號火箭運輸船

20世紀六七十年代是美國航天發(fā)展高潮期，美國宇航局的“獵戶座號”“波塞冬號”“珍珠河號”“帕拉蒙號”“小湖號”“許諾號”和美國海軍的“古冢號”等船只始終忙碌地運送土星1號、土星5號等火箭部件，往返于米丘德裝配中心、斯坦尼斯航天中心、肯尼迪航天中心等地之間，為美國航天早期成就立下了汗馬功勞。到了航天飛機時代，它們?nèi)詤⑴c了大量火箭部件運輸工作。

美國宇航局的多艘火箭運輸船如今已“功成身退”

為了回收航天飛機的固體助推器，美國宇航局購買了兩艘拖船，分別命名為“民主之星”和“自由之星”。在航天飛機起飛后，兩船必須迅速趕往固體助推器預(yù)期墜落海域，及時將其拖曳回港口。進入21世紀，兩船還要負責拖曳飛馬座號火箭部件運輸船。隨著2011年航天飛機退役，這兩艘船再無用武之地，2012年退役。目前，“飛馬座號”是美國宇航局唯一的現(xiàn)役火箭部件運輸船，長94.4米，寬15.2米，貨艙尺寸為73.15米×10.97米×12.49米。該船于1999年專門設(shè)計建造，早期用途是將航天飛機的大型貯罐從路易斯安那州海岸運到肯尼迪航天中心，每次任務(wù)需航行7～10天。2011年航天飛機退役后，“飛馬座號”一度被閑置在斯坦尼斯航天中心。直到2014年，美國宇航局授予造船廠價值850萬美元的合同，要求其翻新“飛馬座號”，以便運輸太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）重型火箭芯級，助力美國人“重返月球”。

飛馬座號運輸船運送航天飛機貯箱

該船的加長和設(shè)備改裝工作在2015年基本完成，2017年裝載SLS火箭模擬芯級，開展了改裝后首次航行。在2022年11月16日SLS火箭首飛前，其芯級在斯坦尼斯航天中心的點火測試都依賴“飛馬座號”奔波運送。需要注意的是，這艘船上配有員工宿舍等生活設(shè)施，但沒有動力系統(tǒng)，必須依靠拖船拖曳行駛。

拖船拖曳飛馬座號火箭運輸船

美國私營航天巨頭也擁有性能出色的火箭運輸船。聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟的“達美水手號”于2000年服役，長95.3米，寬25米，高15.2米，保障設(shè)施可供16名船員生活，頂層甲板上有直升機停機坪。

該船自服役以來便一直將德爾它4系列、宇宙神5系列、火神-半人馬座火箭的部件從阿拉巴馬州工廠運到佛羅里達州的卡納維拉爾角太空軍基地、加利福尼亞州的范登堡太空軍基地，每次任務(wù)最多能夠攜帶3個49米長的重型德爾它4火箭的通用芯級，將火箭所有部件一次性送到發(fā)射場附近港口。這艘船與“飛馬座號”不同，配備了動力系統(tǒng)，能夠從工廠沿著美國內(nèi)河進入到墨西哥灣，執(zhí)行前往范登堡太空軍基地的任務(wù)需要3周左右。

2019年，該船為運輸火神-半人馬座火箭進行適應(yīng)性改裝，重新更名為“火箭船”，可以說為這款新火箭2024年成功首飛貢獻良多。不過，聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟即將被藍色起源公司收購，火神-半人馬座火箭有可能提前退役，“火箭船”的命運一時難以預(yù)料。

“火箭船”為聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟服務(wù)

此外，美國太空探索技術(shù)公司頻繁實施獵鷹9火箭第一級海上落船回收任務(wù)，之后使用駁船將其運送回港口。這類駁船被外界視為特殊的火箭運輸船，雖然航程很短，但也要注意控制穩(wěn)定性，以免回收工作功虧一簣。

獵鷹9火箭第一級回收工作曾因駁船不穩(wěn)而功虧一簣

歐洲船：新方案別出心裁

歐空局成員國對于火箭運輸船的需求較大，主要原因是其本土緯度較高，缺少建設(shè)航天發(fā)射場的合適地點，最終選定了面向空曠大西洋、距離赤道很近的法屬圭亞那，以便火箭從地球自轉(zhuǎn)“借力”，更高效地發(fā)射低傾角軌道的載荷。

雖然法屬圭亞那的庫魯航天發(fā)射中心早在1970年便投入使用，但是在很長一段時間里，歐空局成員國沒有專用火箭運輸船。直到20世紀90年代末阿里安5火箭“挑大梁”，對運輸工具的要求更高，促使阿里安航天公司出資建造了兩艘專用火箭運輸船，由MN公司負責運營，分別命名為“蜂鳥號”和“巨嘴鳥號”。

“蜂鳥號”是歐空局成員國首批使用的專用火箭運輸船之一

長期以來，這兩艘船主要負責將阿里安5火箭、織女星系列火箭和俄制聯(lián)盟火箭的部件運送到法屬圭亞那港口，實施整備發(fā)射。然而，隨著2022年國際形勢劇變，歐空局不再使用俄制火箭。2023年，阿里安5火箭退役，織女星系列火箭遲遲無法完成排故歸零。種種原因迫使“蜂鳥號”和“巨嘴鳥號”近年來被完全投入商業(yè)市場，從側(cè)面體現(xiàn)了歐洲火箭制造業(yè)的尷尬。

在外界看來，“青黃不接”的歐空局航天發(fā)射業(yè)務(wù)似乎不必使用專業(yè)火箭運輸船了，類似中國建造的FERRYMAR號火箭運輸集滾船就能滿足其需求。該船總長120米，型寬22米，可以運輸有望于2024年首飛的阿里安6火箭部件，也可以運送汽車等一般貨物。

法國FERRYMAR 號火箭運輸集滾船由中國制造

然而，2022年12月，一艘被稱為“獨木舟”的火箭運輸船公開試航，并于2023年從歐洲前往法屬圭亞那，引發(fā)外界關(guān)注。該船于2020年在波蘭開工，建造工作由荷蘭海王星海事公司主持，設(shè)計方在賽艇等領(lǐng)域口碑良好，造就了“獨木舟”的獨特外形。

“獨木舟”試航

從尺寸來看，作為一艘需要跨越大西洋航行的運輸船，“獨木舟”算不上特殊，長121米，寬22米，排水量約10000噸。但是，“獨木舟”幾乎會給任何目睹它的人留下深刻印象，這主要歸功于其甲板上安裝的巨大風帆。

這些可伸縮式風帆由法國AYRO公司發(fā)明，被命名為“海洋之帆”。每張風帆高約37米，4張風帆總面積接近1500平方米。按設(shè)計，每張風帆都能360度旋轉(zhuǎn)并調(diào)整帆面狀態(tài)，借助智能化操控系統(tǒng)，根據(jù)風況精細地自動調(diào)整姿態(tài)，從而獲得最大的推力，效率遠遠超過傳統(tǒng)風帆。

俯瞰“獨木舟”的風帆和甲板

風帆驅(qū)動無疑迎合了歐洲前些年大力宣傳的環(huán)保理念，“獨木舟”借此有望節(jié)省最多50%的柴油消耗，平時巡航狀態(tài)下的油耗也會降低30%左右。之所以強調(diào)柴油，是因為“獨木舟”并沒有把綠色節(jié)能“貫徹到底”，還配備了兩臺柴油機，很可能是世界上第一艘柴油風帆混合動力運輸船。據(jù)說，該船可以在運輸近5000噸貨物的情況下以16.5節(jié)的速度長途航行。按計劃，該船每年能夠在歐洲和法屬圭亞那之間往返11次，每次停靠多個港口，整個航程接近1個月。

阿里安航天公司對于這種動力新穎的火箭運輸船缺乏使用經(jīng)驗，因此“獨木舟”由另一家商船公司代理運營，其能否勝任核心任務(wù)、是否能收獲預(yù)期的經(jīng)濟效益，受到全世界同行的關(guān)注。

伴隨航天產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展

其實，火箭運輸船與火車、卡車、飛機等運輸工具并沒有本質(zhì)上的不同，只不過，水運對貨物尺寸大小的限制更少，運輸成本往往也要便宜得多，導致在航空和鐵路已如此發(fā)達的當下，水運仍是世界大宗貨物的核心運輸方式，對于靠近較低緯度港口布局的航天發(fā)射產(chǎn)業(yè)尤其重要。

美歐火箭運輸船的發(fā)展歷程表明，其規(guī)模、技術(shù)水平、設(shè)計方案都與航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢息息相關(guān)。

據(jù)公開新聞報道，為了滿足越來越旺盛的航天發(fā)射需求，我國海南文昌的航天基礎(chǔ)設(shè)施仍在持續(xù)擴建，服務(wù)于現(xiàn)役火箭和新型火箭的總裝廠房和發(fā)射工位正在如火如荼地建設(shè)。與此同時，我國周邊海上火箭發(fā)射任務(wù)越來越多，相關(guān)港口附近逐漸形成了大規(guī)模航天產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，對火箭部件和后勤物資的運輸需求也越來越大。

以上種種跡象表明，我國火箭發(fā)射任務(wù)將越來越多地利用海洋和港口，對于火箭運輸船的載重量、貨物尺寸、綜合效益等指標必然會提出更高的要求，新船型、新動力、新技術(shù)預(yù)計會持續(xù)應(yīng)用到火箭運輸船上。暢想未來，航天工業(yè)和船舶工業(yè)強強聯(lián)手，必將支持更多火箭更頻繁地飛天，部署更多服務(wù)于國計民生的衛(wèi)星，探索更遙遠深空，實現(xiàn)中國人登月登火等宏偉目標。

我國將有越來越多的火箭在海上運輸和發(fā)射

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