美國(guó)西部時(shí)間12月25日上午七點(diǎn)二十一分，推遲發(fā)送達(dá)十四年之久的詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡搭載阿麗亞娜5號(hào)火箭順利升空。該項(xiàng)目由美國(guó)航空航天局（NASA）、歐洲航天局（ESA）和加拿大國(guó)家航天局（CSA）共同完成，預(yù)計(jì)送入太空后，韋伯空間望遠(yuǎn)鏡將要滑行約一個(gè)月，進(jìn)入預(yù)定軌道，開始環(huán)繞太陽(yáng)軌道運(yùn)行。值得注意的是，美國(guó)作為該項(xiàng)目的主要參與方，此次發(fā)射地點(diǎn)并不在美國(guó)本土而是與美國(guó)隔加勒比海相望的法屬圭亞那庫(kù)魯航天發(fā)射中心，這在美國(guó)航天發(fā)射歷史上并不多見，因?yàn)槊绹?guó)本土就有著非常完善的發(fā)射基地和設(shè)施。
韋伯空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)射現(xiàn)場(chǎng) 來(lái)源.Pexels
相較于完善的美國(guó)國(guó)家航天發(fā)射基地，商業(yè)航天發(fā)射一直是美國(guó)航天業(yè)的顯著特色，也是美國(guó)航天業(yè)領(lǐng)先地位的強(qiáng)大助力。其中，以埃隆馬斯克領(lǐng)導(dǎo)的太空探索科技公司（SpaceX）公司在這一領(lǐng)域的表現(xiàn)最為耀眼。但由于商業(yè)航天發(fā)射一直面臨著發(fā)射場(chǎng)地的困境，SpaceX對(duì)商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)地的探索試著突破這一瓶頸。
總部位于美國(guó)加利福尼亞州霍桑的SpaceX 來(lái)源.Pexels
目前，SpaceX公司擁有的三個(gè)主要航天發(fā)射臺(tái)均租借于美國(guó)聯(lián)邦政府，分別是位于佛羅里達(dá)州的肯尼迪航天中心的39A發(fā)射臺(tái)、位于卡納維拉爾角空軍基地的40號(hào)發(fā)射復(fù)合體，以及位于加州南部的范登堡空軍基地4E發(fā)射臺(tái)。
卡納維拉爾角航天軍基地位于佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角，隸屬于美國(guó)航天軍第45航天聯(lián)隊(duì)，是美國(guó)東方實(shí)驗(yàn)靶場(chǎng)的主要部分。自1950年來(lái)陸續(xù)建造的47個(gè)發(fā)射場(chǎng)截止2008年只有四個(gè)還保持活躍，并且只有兩個(gè)還將在未來(lái)使用。在高昂維修費(fèi)用的壓力下，該基地不得不將40號(hào)發(fā)射復(fù)合體租借給SpaceX，SpaceX在此于2009年發(fā)射了獵鷹9號(hào)火箭。雖然該基地位于美國(guó)本土南端，如果實(shí)行地傾發(fā)射（地球靜止軌道），由于地轉(zhuǎn)偏向力的作用，該基地仍然無(wú)法與近赤道的庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)媲美，至于SpaceX租借肯尼迪航天中心的39A發(fā)射臺(tái)，與卡納維拉爾角航天軍基地一橋相連，同樣有此困擾。
蓄勢(shì)待發(fā)的獵鷹重型運(yùn)載火箭矗立于肯尼迪航天中心39號(hào)發(fā)射臺(tái) 來(lái)源.Pexels
如果實(shí)行高傾發(fā)射（極地軌道），則與緯度無(wú)關(guān)，然而卡納維拉爾角不適合此種發(fā)射，因?yàn)?strong>發(fā)射軌跡會(huì)經(jīng)過(guò)居住區(qū)，因此范登堡空軍基地就起了替代作用。范登堡空軍基地位于美國(guó)加利福尼亞州圣巴巴拉郡，主要任務(wù)是發(fā)射軍用太空載具、人造衛(wèi)星及測(cè)試洲際彈道導(dǎo)彈。當(dāng)然，范登堡空軍基地同時(shí)也作為民用太空任務(wù)及商業(yè)人造衛(wèi)星發(fā)射的地點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)機(jī)構(gòu)為 NASA 及 SpaceX。目前該基地只有有6個(gè)發(fā)射場(chǎng)在使用，5個(gè)停用。雖然該基地有著發(fā)射軌跡不會(huì)經(jīng)過(guò)居住區(qū)的優(yōu)勢(shì)，但它相較于肯尼迪航天中心和卡納維拉爾角空軍基地緯度更高，這也將意味著范登堡空軍基地擁有更小的載荷能力。
早在2011年9月29日，埃隆·馬斯克在一次演說(shuō)中就曾提到SpaceX將建設(shè)用于商業(yè)用途的發(fā)射設(shè)施。
2012年4月，SpaceX公布5個(gè)潛在的候選地點(diǎn)，阿拉斯加、加利福尼亞、佛羅里達(dá)、德克薩斯和弗吉尼亞入選。這年9月，佐治亞和海外領(lǐng)地波多黎各也加入申請(qǐng)行列。原因是當(dāng)年佐治亞的聯(lián)合發(fā)展部門投票一致通過(guò)希望在大西洋海岸“建設(shè)一個(gè)用于垂直和水平發(fā)射的航天發(fā)射中心”，對(duì)此，波多黎各的提議則是改用其境內(nèi)已經(jīng)退役的羅斯福路海軍基地。
七個(gè)候選地分布 制圖.地緣谷
到了2013的年初，雖然佛羅里達(dá)、佐治亞等地仍在參與競(jìng)爭(zhēng)，由于德克薩斯同時(shí)具備低緯度和臨近航天工業(yè)發(fā)達(dá)區(qū)的雙重優(yōu)勢(shì)，在所有候選地中開始脫穎而出。
德克薩斯德州的選址位于最南端的卡梅倫縣，對(duì)此，卡梅倫縣政府提出在項(xiàng)目建設(shè)之前，要對(duì)該項(xiàng)目可能對(duì)區(qū)域環(huán)境產(chǎn)生的影響進(jìn)行評(píng)估，依據(jù)美國(guó)法律，評(píng)估的結(jié)果取決于美國(guó)聯(lián)邦航空管理局。與此同時(shí)，德克薩斯州的立法機(jī)構(gòu)擬定了針對(duì)發(fā)射期間的噪音限制的規(guī)定，并且分析了商用外太空飛行可能導(dǎo)致的其它危害。
德克薩斯州及卡梅倫縣示意及鐵路聯(lián)通 制圖.地緣谷
2013年5月7日，航空管理局在卡梅倫縣首府布朗斯維爾面向公眾頒布了關(guān)于包含卡梅倫縣在內(nèi)的德克薩斯南部的環(huán)境影響評(píng)估草案。該草案中還首次明確了將要建立的SpaceX德克薩斯指揮中心和發(fā)射區(qū)域，這個(gè)新建的發(fā)射區(qū)域位于德州卡梅倫縣首府布朗斯維爾市以東17英里，緊靠德克薩斯4號(hào)高速東面出口的波卡其卡村及其附近區(qū)域。發(fā)射區(qū)域包括有，臨時(shí)存放火箭用的機(jī)庫(kù)，發(fā)射平臺(tái)，火焰導(dǎo)管，水塔，四個(gè)光標(biāo)塔，燃料助推器，倉(cāng)庫(kù)以及收集排水用的水池。
發(fā)射場(chǎng)修建場(chǎng)地 來(lái)源.Pexels
初步規(guī)劃塵埃落定。2014年7月上旬，航空管理局聲明“由SpaceX提議建設(shè)的波卡其卡發(fā)射場(chǎng)及周邊設(shè)施，對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境不會(huì)有顯著的影響。”隨后SpaceX立即向航空管理局提交了許可證申請(qǐng)。
于是，SpaceX加緊了對(duì)該區(qū)域土地的租借收購(gòu)步伐。截止到2014年8月，SpaceX租用了卡梅倫縣緊靠4號(hào)高速東面出口的56.6英畝土地，其中的20英畝用于垂直發(fā)射平臺(tái)以及周邊設(shè)施。SpaceX還收購(gòu)了卡梅倫縣大約41英畝土地，其中12.4英畝用作'火星橋'指揮中心，位于距離發(fā)射場(chǎng)以西兩英里的波卡其卡村，并裝修兩座公寓。
對(duì)土地的租借和收購(gòu)的同時(shí)，SpaceX也在積極準(zhǔn)備發(fā)射場(chǎng)建設(shè)的前期工作。其中，輸電網(wǎng)絡(luò)由當(dāng)?shù)仉娏\(yùn)營(yíng)商提供，飲用水由卡車運(yùn)抵基地并由水循環(huán)系統(tǒng)處理。除此之外，SpaceX還在附近修建了一座稱為太陽(yáng)城的光伏電站用于施工建設(shè)和后期使用。至于填土固沙工程需要采集240萬(wàn)立方米的新土，將于2015年10月至2016年1月，由卡車運(yùn)抵建設(shè)工地。
同年9月22日，發(fā)射場(chǎng)破土動(dòng)工。承擔(dān)建設(shè)管理的是剛剛完成肯尼迪航天中心發(fā)射平臺(tái)39A的SpaceX自己的隊(duì)伍。2014年9月下旬，火星橋指揮中心圍起了柵欄，兩座可移動(dòng)建筑就位，并在次年2月完成了承包商和供應(yīng)商的競(jìng)標(biāo)。波卡其卡的地面建筑也于2015年下半年順利施工。2017年，兩座衛(wèi)星接收天線會(huì)被安裝在發(fā)射場(chǎng)，用于龍飛船載人航天項(xiàng)目。
位于發(fā)射場(chǎng)的星艦”跳躍號(hào)“ 來(lái)源.Pexels
2018年發(fā)射場(chǎng)基本完工。截至2021年3月5日，該發(fā)射場(chǎng)共完成了5次發(fā)射任務(wù)，首次發(fā)射于2019年4月5日完成。由于該發(fā)射場(chǎng)位于德克薩斯州毗鄰墨西哥邊境的南部，因此被稱為SpaceX南德克薩斯發(fā)射場(chǎng)，又叫SpaceX星港。隨著SpaceX星港的建成，該發(fā)射場(chǎng)成為SpaceX的第一個(gè)自主經(jīng)營(yíng)的發(fā)射中心。為了適應(yīng)商業(yè)用途，SpaceX星港預(yù)計(jì)每年進(jìn)行12次商業(yè)用途的發(fā)射，為國(guó)際空間站運(yùn)送貨物直至2025年。并期待為未來(lái)的火星發(fā)射器提供服務(wù)。
佇立SpaceX星港的星艦SN-10原型飛船 來(lái)源.Pexels
通常火箭發(fā)射會(huì)產(chǎn)生巨大的噪音，而人耳能承受的聲音是有限度的。根據(jù)地面測(cè)定，聲壓超過(guò) 140 分貝時(shí)，會(huì)引起人的耳痛；超過(guò) 160 分貝時(shí)則會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)性甚至永久性聽力損失，以及內(nèi)耳形態(tài)變化等其他問(wèn)題。此外，還可能會(huì)引起中樞神經(jīng)、消化、免疫、內(nèi)分泌、心血管等其他系統(tǒng)的不良反應(yīng)。
發(fā)射于上個(gè)世紀(jì)的土星五號(hào)系列火箭曾在起飛過(guò)程中產(chǎn)生了 220 分貝的噪音，這個(gè)音量足以 “殺死” 一個(gè)人，這些發(fā)射嚴(yán)重影響了肯尼迪肯尼迪航天中心附近居民的身心健康。對(duì)此，科學(xué)家根據(jù)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)每分鐘向發(fā)射平臺(tái)傾倒 300 噸水，可以把噪音降到 142 分貝。于是，NASA 不得不在發(fā)射后的 40 秒內(nèi)向發(fā)射平臺(tái)傾倒了上百噸水。
最后一枚“土星五號(hào)”在夜幕中發(fā)射，暴擊了夜色的沉靜 來(lái)源.Pexels
為了解決該問(wèn)題，2020年6月，SpaceX已著手建造它的第一個(gè)海上太空港 ——戴摩斯，該太空港位于墨西哥灣海面，由石油鉆井平臺(tái)改造，并預(yù)計(jì)最早在明年開始運(yùn)行，將其用于未來(lái) “星艦” 火星任務(wù)的發(fā)射和著陸。
鑒于這個(gè)高達(dá)120米的火箭是個(gè)“巨無(wú)霸”，它的海上平臺(tái)也將是巨型的。預(yù)計(jì)“浮動(dòng)太空港”最少有300米長(zhǎng)100米寬，重量在數(shù)萬(wàn)噸甚至數(shù)十萬(wàn)噸，其面積比“獵鷹九”號(hào)著名的海上無(wú)人回收平臺(tái)要大10倍以上。與此同時(shí)，星艦的海上回收平臺(tái)還將配備150米高的龐大發(fā)射服務(wù)塔，幾乎相當(dāng)于建造一幢摩天大樓。
馬斯克表示，SpaceX之前已經(jīng)展示了即將推出的超重型火箭助推器的概念，并與其星艦飛船配套使用，未來(lái)可以支持星艦向月球和火星的發(fā)射，更可以進(jìn)行超音速地球旅行，而這將使人類長(zhǎng)途飛行的時(shí)間縮短至幾個(gè)小時(shí)。
這一海上發(fā)射平臺(tái)同時(shí)也可以支持地球上“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”超音速旅行，即地球內(nèi)的洲際發(fā)射，即可以在不到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，從地球上任何城市到達(dá)另一個(gè)城市。
從自建發(fā)射基地到海上太空港，SpaceX或許在實(shí)驗(yàn)一條新的路徑，并且似乎正在讓復(fù)雜的航天探索變得更加簡(jiǎn)單高效。如果說(shuō)巧用商業(yè)規(guī)律如同搭建強(qiáng)大的發(fā)射臺(tái)，科學(xué)和勇氣或?yàn)槿剂?，想象為藍(lán)圖，必將打開未來(lái)世界的大門。
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