⑴ 歐洲航天局在哪
歐洲航天局(European Space Agency,ESA)是一個歐洲數國政府間的空間探測和開發組織,總部設在法國首都巴黎。
歐洲航天局的前身,歐洲航天研究組織(European Space Research Organization,ESRO)經過1962年6月14日簽署的一項協議,於1964年3月20日建立。如今它仍舊是歐洲航天局的一部分,稱為歐洲航天研究與技術中心(European Space Research and Technology Centre,ESTEC),位於荷蘭的諾德惠克(Noordwijk)。
除捷克外,歐航局現有17個成員國,它們分別是德國、奧地利、比利時、丹麥、西班牙、芬蘭、法國、希臘、愛爾蘭、義大利、盧森堡、挪威、荷蘭、葡萄牙、英國、瑞典和瑞士。另外,加拿大和匈牙利等國也參與了該機構的一些合作項目。法國是其主要貢獻者。歐洲航天局與歐盟沒有關系,歐洲航天局包括了非歐盟國家如瑞士和挪威。盧森堡和希臘將於2005年12月加入。歐洲航天局共有約1700名工作人員。發射中心是位於法屬蓋亞那的蓋亞那發射中心。由於其相對於赤道較近,使衛星發射至地球同步軌道較為經濟(同質量下所需燃料較少)。控制中心位於德國的達姆施塔特。
機構設置
(1)設在巴黎的總部,政治決定在此作出;(2)設在荷蘭諾德韋克的歐洲航天研究和技術中心,它是歐空局的主要技術機構,大多數項目小組以及空間科學部和技術研究和支助工程師在此工作。歐洲航天研究和技術中心還提供有關的試驗設施;(3)設在德國達姆施塔特的歐洲航天空間操作中心,它負責所有衛星操作以及相應的地面設施和通信網路;(4)設在義大利弗拉斯卡蒂的歐洲航天研究所,它的主要任務是利用來自空間的地球觀測數據;(5)設在德國Porz-Wahn的歐洲航天員中心,它協調所有歐洲航天員活動,包括未來歐洲航天員的培訓。
歐空局還對設在庫魯的歐洲航天港蓋亞那航天中心作出貢獻。
項目
伽利略定位系統(Galileo positioning system):計劃中的衛星定位系統。
火星快車號(Mars Express):火星探測器。
羅塞塔號航天探測器(Rosetta space probe):2004年發射的彗星探測器。
哥倫布軌道設備(Columbus orbital facility):國際空間站的一個科學實驗室。
ATV:即自動轉移航天器(Automated Transfer vehicle),一種可與國際空間站的「進步」號太空船(Progress spacecraft)相比的太空貨船。
Hipparcos:空間的天體測定任務。
Smart1:新推進技術試驗。
織女星:計劃中的小有效載荷運載火箭。
金星快車:金星探測衛星,2006年4月11日發射。
ESA也是將於2006年回到地球,載有給予未來人類消息的KEO衛星計劃的發起者之一。
科學任務
歐空局空間科學方案已經執行了一系列非常的項目,例如Giotto飛行任務及其1986年與哈雷彗星的相遇、1992年與格里格—斯克耶列洛普彗星的相遇;測繪星體的Hipparcos飛行任務,它很精確地測量了100多萬顆星體的距離和位置;以及歐空局用暗物攝影機和太陽電池陣列參加了美國航天局哈勃空間望遠鏡項目。
開發中的主要項目有:X射線多鏡頭飛行任務,定於1999年發射;Cluster-2,它定於2000年由「聯盟」號火箭發射;國際伽馬射線實驗室,定於2001年由「質子」號火箭發射;Rosetta,這是一次與彗星匯合和進行實地臭氧分析的飛行任務,定於2003年發射;遠紅外空間望遠鏡FIRST,定於2005年~2006年發射。
歐空局向幾內亞海灣上空的地球同步軌道發射了六顆第一代Meteosat衛星航天器,自1997年年底以來提供了連續的氣象數據。這個系列中的最後一顆衛星,即1997年9月3日在庫魯由阿里亞娜發射的Meteosat-7,將使其覆蓋期延長到正在與歐洲氣象衛星應用組織合作研製的第二代Meteosat衛星第一個航天器能夠在2000年之後提供地球靜止數據為止。
ENVISAT飛行任務處理地球科學領域中的一系列問題,從氣候和環境、化學、海洋學和冰川學到人類活動(陸地改造過程、沿海改造過程以及大氣和海洋污染)的影響和監測意外自然事件(例如水災和火山爆發)。歐空局正在與歐洲的地球觀測主要參與者,例如歐洲聯盟委員會、歐洲氣象衛星應用組織、用戶和產業界的代表密切合作,為未來的歐空局地球觀測方案制定戰略建議。在世界這一級,歐空局打算繼續加強特別是與中國、印度、日本、俄羅斯聯邦和美國的聯系。
歐空局研製了兩個系列的業務衛星:租給歐洲通信衛星組織的歐洲通信衛星和租給國際流動衛星組織(前稱國際海事衛星組織)的海洋通信衛星。1989年歐空局還發射了奧林匹斯試驗通信衛星來演示通信和廣播中的新用途。
在衛星導航方面,歐空局正在與歐洲聯盟委員會和Eurocontrol密切協作研製EGNOS,這是一個將補充現有的全球定位系統和全球軌道導航衛星系統的歐洲衛星導航系統。
發射裝置
阿里亞娜火箭
歐洲航天局成立伊始,它就把發展火箭技術當做首要目標,為此由11個國家參與組建,成立了阿里亞娜空間公司。
它最早的型號是「阿里亞娜1」型火箭,這種火箭能將1.85噸的有效載荷送入地球同步轉移軌道,或將2.5噸有效載荷送入軌道高度為790千米的太陽同步圓軌道。
現在阿里亞娜火箭已經過渡到5型家族時代,它是被廣泛使用的型號。「阿里亞娜5」型火箭是歐洲航天局為了適應市場需求,大力改進開發的火箭品種,跟上幾個型號的發展歷程近似,「阿里亞娜5」型火箭也走過了一段曲折不平的道路。
1996年6月4日,首次發射因火箭導航電腦系統發生故障而失敗;1997年10月30日,第二次發射又因火箭發動機提前關閉致使兩顆模擬衛星未能進入預定軌道;2001年7月12日,第10枚「阿里亞娜5」型火箭在發射時,火箭最高級推進器提前熄火,導致兩顆衛星沒能送入預定軌道。直到2002年3月1日,第11枚「阿里亞娜5」型火箭的發射才取得了成功。
研製「織女星」火箭
在2005年以前,歐洲航天局就意識到,他們需要一種發射推力不高的火箭,這種火箭應該是「阿里亞娜」火箭的小弟弟,它已被列入研發日程,但是這種火箭卻不從屬於「阿里亞娜」家族,這種火箭的名字叫做「織女星」。
「織女星」火箭具有較小的推力,它全長30米,直徑3米,發射重量為130噸。「織女星」運載火箭將由4個推進級組成,包括3個固體推進級和1個可重新點火的液體推進級。按照最早的設計思路,它主要用於發射小質量的地球觀測衛星和各種科研衛星。該火箭可以將1.5噸的有效載荷送入距地高700千米的極地軌道,或將1.2噸的有效載荷送入距地高1200千米的太陽同步軌道。
國際合作
為了實現其空間目標,國際合作是歐洲空間政策的中心內容之一。歐空局不但與美國、俄羅斯和日本等傳統的航天國家合作,而且還與新興的航天國家和發展中國家合作。
最重要和最持久的合作顯然是與美國航天局的合作。歐空局還參與了與俄羅斯和俄羅斯航天局的協作項目,例如1994~1995年的歐洲「和平」號飛行。另外,已經與日本建立起了重要而具體的合作關系,主要是在數據中繼衛星和國際空間站硬體交換領域。
歐空局還與捷克共和國、希臘、匈牙利、波蘭和羅馬尼亞簽訂了合作協議,正在空間科學、地球觀測和電信等領域與這些國家進行技術一級的培訓和聯合項目。
歐空局與新興空間國家和發展中國家制訂和進行了一些相互感興趣的項目,援助它們開發自己的空間活動。歐空局還不定期地組織與空間應用有關的區域培訓班。
歐空局與歐洲的其他國際組織密切協作,特別是與在空間活動中日益活躍的歐洲聯盟和歐洲氣象衛星應用組織在未來氣象方案方面的協作。此外,它注視著聯合國許多專門機構的工作。聯合國和平利用外層空間委員會是歐空局的一個重要論壇,它在該委員會中具有觀察員地位。歐空局還與外層空間事務廳保持密切聯系;根據第二次聯合國探索及和平利用外層空間會議的一項建議,這兩個實體制訂了一個重要的培訓和研究方案。發射場的選址條件事實上,火箭發射場最理想的位置是選在地球赤道附近,這是因為從赤道發射衛星可以充分利用地球自轉所獲得的最大初速。因為發射場離赤道越近,則初速度越大;相反,如發射場偏離赤道越遠(即緯度越高),則初速度越低。
例如,在赤道上,運載火箭的初速度為465米/秒,而在位置偏北的俄羅斯普列謝茨克航天發射場,初速度僅為210米/秒。所以在同等條件下,俄羅斯航天發射場必須用重型運載火箭才能完成的任務,而在赤道附近的發射場只需用中型運載火箭就能勝任。
陸上發射場由於國界和居民點等原因,其發射方位受到限制。即使位於海邊或近海島嶼的發射場,由於船舶航線或漁場的關系,發射也會受到限制。例如,日本的航天發射場臨近漁場,因此,他們同漁業公會訂有協議,一般在漁業旺季不得發射衛星。然而,對於設在大洋深處的海上發射場,上述種種麻煩可以統統避免。
除此之外,火箭發射場應盡量遠離居民稠密的居住區,以免給人們正常的工作、學習和生活造成影響,一旦發射失敗,也不會給附近居民造成不應有的損失(包括經濟損失和生命財產損失)。故火箭發射應選擇合理的發射區、回收區、落區和禁區。如果從技術等多方面考慮,發射場選址還應滿足如下幾點要求:
自然條件良好(1)地勢平坦、開闊,便於場區的合理布局,有利於降低建場的工程造價和發射時的跟蹤觀察。
(2)地質結構穩定,避開地層斷裂帶和地震區,查明是否有可供開採的礦藏和其他自然資源。
(3)具有好的水質、供水條件和豐富的水源,以保證發射活動中大量用水的需要。美國肯尼迪航天中心發射台的冷卻供水系統,要求每分鍾能夠提供3.25噸冷卻用水。前蘇聯/俄羅斯的拜科努爾發射場(現屬哈薩克,由俄羅斯租用)曾為了解決水源問題開鑿了一系列深水井和蓄水池。
(4)具有較好的氣象條件,即晴天多、雷雨少、氣溫變化小、風速和濕度低。因為氣象條件的好壞將直接影響航天器的發射、回收、著陸、測量跟蹤、設備的維護保養,甚至影響發射窗口的選擇和發射場的利用率。
有良好的航區
航區是指航天器起飛至入軌這一段的飛行路線下的地面區域。航區應盡量避開人口稠密區、重要的工業區和軍事要地等,以防飛行失事或完成任務的運載工具墜落造成嚴重的生命財產損失。同時,航區應盡可能延伸,以滿足各種發射任務的需要。能滿足發射各類傾角航天器的射向要求,這也是提高發射場利用率的重要因素之一,但一般很難做到。
具有方便的交通運輸條件
保證運載工具、航天器、推進劑和各種器材、設備和生活物資等的運輸。美國太空梭的外掛燃料箱,直徑8.38米,長47米,除在場區總裝外,整體運輸只能靠海運。太空梭發射場建在海邊,滿足了這一要求。
具有良好的供電和通信條件
航天器在發射前要完成大量測試等准備工作,實施發射和發射後的跟蹤測量、數據處理等也需要強大的電力和良好的通信條件。良好的供電和通信條件,是發射場具有活力的重要因素之一。
有利於環境保護
運載工具和航天器所用的推進劑及其廢液處理,發射時的聲震等,都會對周圍地區造成污染。美、俄等國的發射場建在海邊或沙漠、沼澤地區,環境污染問題容易得到解決。
具有布設測控站的有利地理位置和工作環境
測控站是航天器發射後,對其進行測量控制的重要的地面機構和設施,是航天發射場建設中的一個重要方面,因此其選址不可忽視。
有良好的社會依託和未來發展的適應性
對於成千上萬的發射場工作人員來說,搞好發射後勤和生活保障亦十分重要,故在建發射場前須對所在地經濟狀況進行調查。
另外,隨著航天事業的發展,發射場可能需要擴建和改建,這在選址和建發射場初期就應予以考慮,比如如何利用現有技術力量、工作經驗、設備和設施等進行改造擴建,怎樣才能節省費用和器材等。美國的太空梭發射場就是在現有發射場的基礎上改建和擴建起來的。
當然,建發射場還有許多要考慮的因素,如國家間關系、外交問題等等。同時滿足上述各項是較難的,必須根據具體情況決定取捨。應以主要問題為主,其他問題可以採取措施進行補救。
綜上所述,火箭發射場的選址受到多種因素的制約。世界上各方面條件都較為優越的發射場應首推設在赤道上的法屬蓋亞那的庫魯航天中心。目前,其商業衛星發射承擔業務量佔世界發射總量的60%以上。
知識點
為何天文台多造成圓頂
一般房屋的屋頂,不是平的就是斜坡形的,唯獨天文台的屋頂與眾不同,遠遠望去,銀白色的圓形屋頂好像一個大饅頭,在陽光照耀下,閃閃發光。 為什麼天文台多造成圓頂結構呢?
將天文台觀測室設計成半圓形,是為了便於觀測。在天文台里,人們是通過天文望遠鏡來觀察太空,天文望遠鏡往往做得非常龐大,不能隨便移動。而天文望遠鏡觀測的目標又分布在天空的各個方向,如果採用普通的屋頂,就很難使望遠鏡隨意指向任何方向上的目標。這樣,用天文望遠鏡進行觀測時,只要轉動圓形屋頂,把天窗轉到要觀測的方向,望遠鏡也隨之轉到同一方向,再上下調整天文望遠鏡的鏡頭,就可以使望遠鏡指向天空中的任何目標了。另外,在圓頂和牆壁的接合部裝置了由計算機控制的機械旋轉系統,使觀測研究十分方便。
當然,並不是所有的天文台的觀測室都要做成圓形屋頂,有些天文觀測只要對准南北方向進行,觀測室就可以造成長方形或方形的,在屋頂中央開一條長條形天窗,天文望遠鏡就可以進行工作了。
⑵ 中國,美國,俄羅斯,日本,義大利,印度,法國的各大航天基地名稱
各國航天發射中心
酒泉衛星發射中心
酒泉衛星發射中心是科學衛星、技術試驗衛星和運載火箭的發射試驗基地之一,是中國建設的第一個衛星發射場。它位於甘肅省酒泉市東北地區,始建於1958年,佔地面積約2800平方公里,地勢平坦,人煙稀少,乾燥少雨,每年約有300天可進行發射試驗,是發射航天器的理想場所。
1960年11月5日,這里成功地發射了中國製造的第一枚地地導彈。1966年10月27日,中國第一次導彈核武器試驗也在這里試驗成功。1970年4月24日,這里發射了中國第一顆人造地球衛星。1975年11月26日,中國第一顆返回式衛星在這里發射成功。1980年5月18日,中國第一枚遠程運載火箭也在這里發射成功。
1987年8月,酒泉衛星發射中心為法國馬特拉公司提供了發射搭載服務,使中國的航天技術從此開始走向世界。
西昌衛星發射中心
西昌衛星發射中心是以發射地球靜止衛星為主的航天發射基地,擔負通信、廣播、氣象衛星等試驗發射和應用發射任務。發射中心總部設在四川省西昌市,發射區位於該市西北約60公里處,
始建於1970年,這里每年10月至次年5月是最佳發射季節。發射中心於1983年建成,1984年以來發射過中國第一顆試驗通信衛星、實用通信廣播衛星及實用通信衛星,1990年又將美國製造的「亞洲1號」通信衛星送入地球同步轉移軌道。
太原衛星發射中心
太原衛星發射中心是中國試驗衛星、應用衛星和運載火箭發射試驗基地之一。它位於山西省太原市西北的高原地區,具備了多射向、多軌道、遠射程和高精度測量的能力,擔負太陽同步軌道氣象、資源、通信等多種型號的中、低軌道衛星和運載火箭的發射任務。發射中心始建於1967年。1968年12月18日,中國自己設計製造的第一枚中程運載火箭發射成功。1988年9月7日和1990年9月3日,該中心用長征4號運載火箭成功地將中國第一顆和第二顆「風雲」1號氣象衛星送入太陽同步軌道。此外,它還進行過一系列運載火箭試驗。1997年12月8日,該中心第一次執行國際商業發射,成功地將美國摩托羅拉公司製造的兩顆銥星送入預定軌道。1999年5月10日,該中心用長征4號乙運載火箭成功地將風雲一號氣象衛星和實踐五號科學實驗衛星送入軌道高度為870公里的太陽同步軌道。這是該中心連續第七次成功地以一箭雙星方式進行的航天發射。
美國航天發射中心
美國航天發射中心包括卡納維拉爾角發射場和范登堡空軍基地。
卡納維拉爾角發射場位於美國佛羅里達州卡納維拉爾角,發射場緯度較低,向東發射火箭,可利用地球自轉附加速度,有助於衛星入軌。
自1950年7月首次發射「下士」火箭以來,先後發射了「宇宙神」火箭、「大力神」火箭、「土星v」火箭等,囊括了美國所有向地球同步軌道發射的任務;還是發射了「阿波羅」飛船、「天空實驗室」及各種行星際探測器。范登堡空軍基地位於美國加利福尼亞州南部海岸,面積約280平方公里。該基地最初為戰略導彈基地,由於其地理位置可以向西發射高傾角軌道和極軌道衛星,彌補了肯尼迪航天中心只能向東發射的不足,所以後來被選為美國第二個太空梭發射中心。
歐洲航天發射中心
歐洲航天發射中心位於南美洲北部大西洋海岸的法屬蓋亞那,佔地約90600平方公里,屬法國國家空間研究中心領導,主要負責科學衛星、應用衛星和探空火箭的發射以及與此有關的一些運載火箭的試驗和發射。
蓋亞那靠近赤道,對火箭發射具有很大益處:緯度低,從發射點到入軌點的航程大大縮短,三子級不必二次啟動;相同發射方位角的軌道傾角小,遠地點變軌所需的能量小,增加了同步軌道的有效載荷;向北和向東的海面上有一個很寬的發射弧度。目前,航天中心有阿麗亞那第一、第二、第三發射場,是歐洲航天活動的主要基地。
日本航天發射中心
日本有兩個航天中心,分別是種子島航天中心和鹿兒島航天中心。它們都位於日本南部。
種子島航天中心由竹崎發射場,大崎發射場及吉信綜合發射場組成。竹崎發射場佔地0.79平方公里,1968年開始使用,主要用來發射小型衛星,大崎發射場佔地7.6平方公里,1975年開始使用,主要用來發射大型液體衛星,吉信綜合發射場具有相當的現代化程度,可與卡納維拉爾角的「大力神3」發射場相媲美,該發射場主要為適應「h-2」新型運載火箭的發射而興建。
鹿兒島航天中心位於日本九州鹿兒島縣城內,佔地0.71平方公里,始建於1967年,主要用來發射探空火箭和科學衛星運載火箭。
[b]前蘇聯航天發射中心[/b]
前蘇聯的航天發射場共有三個,按其投入使用的先後順序排列,分別為卡普斯金亞爾靶嘗拜科努爾發射場和普列謝茨克基地。
卡普斯金亞爾靶場最早是一個導彈試驗靶場,建於1946年底,1962年開始用於發射衛星,但數量不多。
拜科努爾發射場於50年代後期建成,成為蘇聯最重要的一個導彈靶場和航天發射常從這里發射了第一顆衛星、第一艘載人飛船。
普列謝茨克基地原是一個洲際導彈基地,60年代中期開始將其作為新的航天器發射常它幾乎承擔了前蘇聯全部軍用衛星的發射任務,成為最重要的一個軍用航天器發射基地。
[color=Blue]一、卡普斯金亞爾靶場[/color]
地理位置
卡普斯金亞爾靶場的地理坐標為北緯48.4°,東經45.8°,位於伏爾加河北岸,在橫貫東西的公路、鐵路線上,離下游重要城市伏爾加格勒約90公里。
環境
靶場佔地面積6912平方公里,海拔30米左右,是一片地勢平坦、人煙稀少的半沙漠區。
卡普斯金亞爾靶場是「L」形發射常1947年冬,蘇聯在這里進行了數次V�2火箭的飛行試驗。這里還發射過大量的探空火箭,從事宇宙生物學研究活動。
[color=Blue]二、普列謝茨克基地[/color]
地理位置
普列謝茨克基地的地理坐標是北緯62.8°,東經40.1°,位於前蘇聯歐洲部分的北部,在莫斯科通向阿爾漢格爾斯克的鐵路干線上。
環境
該地區平均海拔高度約100米,是一片遼闊的平原和沼澤地。
整個場區南北伸展約100公里,東西58公里。
設施
該發射場是在1965年由原來的洲際導彈基地擴建而成的。主要設施均分布在普列謝茨克市東南和東北部,衛星發射區主要集中在場區南部。它是前蘇聯主要的軍用航天器發射場,發射的衛星主要是軍用偵察衛星和其他各種導航、通信和氣象衛星等。由於發射場所處緯度較高,可以利用高緯度來發射大傾角衛星,可以滿足偵察衛星和氣象衛星對地球進行大范圍全球覆蓋的要求。發射的衛星傾角為60�8~82�9°。該發射場曾是世界上最活躍的發射場,大約每周發射一顆衛星。該發射場的作用與美國范登堡基地相當。
基地的人員居住和生活在普列謝茨克市,該市是物資和後勤供應的集散地,市東有機常在該市的北部是基地的主要支援中心,在中心進行運載火箭�衛星的總裝、測試等技術保障工作,然後通過鐵路或公路運往發射常各種發射嘗遙測跟蹤站共有12處,各嘗站之間均有鐵路或公路聯結。
在普列謝茨克基地發射的衛星運載火箭有東方號、聯盟號、閃電號、宇宙號等。這些發射場同拜科努爾發射場東北翼所見到的布局相同,也有同樣的鐵路網與准備大樓相聯系。
為了適應惡劣的北極天氣情況,該發射場的發射台具有不同的設計。運載火箭不是直接豎立在發射台支架上,發射服務工作是藉助於可滑動的轉塔完成的。這種轉塔是一個底座面積約200平方米,質量450噸,高100米的結構。這種轉塔安裝在鐵軌上,其上面部分有一個特殊的起重裝置,能使火箭處於垂直位置。該滑動服務轉塔能遮蓋發射台和火箭,因此,轉塔能保證地面服務人員在任何天氣條件下和白天任何時間都能進行正常工作。
三、拜科努爾發射場地理位置
拜科努爾發射場的地理坐標是北緯45.6°,東經63.4°。它位於中亞哈薩克境內,鹹海以東約150公里,拜科努爾鎮西南288公里處。
簡介
拜科努爾發射場是1955年興建的,1957年10月前蘇聯在此發射了第一顆衛星。就發射場的規模、設備數量和工作范圍而言,是前蘇聯最大的航天發射場,相當於美國的空軍東靶場肯尼迪航天中心。
拜科努爾發射場的工作重點是:發射載人飛船、衛星、月球探測器和行星探測器,進行各種導彈和運載火箭的飛行試驗。另外,還進行攔截衛星和部分軌道轟炸系統的試驗。從這里發射的航天器包括早期的衛星、射向火星、金星和月球的探測器,以及後來的東方號、上升號、聯盟號等所有載人飛船和禮炮號航天站及能源-暴風雪號太空梭。
拜科努爾發射場由發射區、支援中心等幾個部分組成。1987年又在此發射了能源號巨型火箭。