困难的实施
欧洲航天发射场是法属圭亚那第二大旅游景点。对某些人来说,航天中心是一个经济强国,对另一些人来说,它是一个 "国中之国",或者是一个生态上的反常现象。基础设施建设过程中的征用程序常常令人难以容忍,尽管目前正在努力弥补这些错误。而 CSG 对我国的重要性丝毫没有减弱的迹象:新的欧洲发射装置阿丽亚娜 6 号和 Vega-C 号,以及 CSG 对新发射运营商的开放态度,都表明太空探险在未来许多年里仍将继续。
让我们回顾一下圭亚那航天中心(CSG)的历史。如果没有阿尔及利亚战争,库鲁可能永远不会经历这次冒险。1962 年签署《埃维昂协议》时,法国不得不寻找一个新的发射场,以取代它刚刚放弃的位于阿尔及利亚撒哈拉沙漠中部的发射场。新发射场的选择是一个非常微妙的问题,因为这将使法国付出多年的努力,并需要进行巨大的工程。选择参数有几种。
地理和气候因素首先,选址必须尽可能靠近赤道,以便更经济地进行发射。事实上,由于地球的自转速度,从这个地点发射的火箭和卫星可以在消耗较少燃料的情况下到达目标轨道。这样,火箭就可以携带更大的有效载荷(即更大的卫星),或者将卫星送入更高或更精确的轨道,从而减少到达最终轨道所需的燃料量。这将确保卫星的寿命更长。除了纬度参数外,还必须选择一个地理位置稳定的地点,以避免地震,并且不是气旋区。还必须考虑到人口问题:尽管可以采取一切预防措施,但发射仍存在风险。因此,不可能将发射中心设在人口密集或经济活动集中的地区附近。
政治教训! 最后但并非最不重要的参数是政治参数。阿尔及利亚的经验就是一个教训:法国不能在一个有可能因独立运动而失去控制的领土上建立新的中心。戴高乐将军综合考虑了上述因素,最终于 1964 年决定将中心设在法属圭亚那的库鲁。理想的纬度、非常稳定的土壤、无飓风的气候和较低的人口密度都是有利于这一选择的因素。从 "美洲法兰西 "的土地上征用了 9 万公顷的土地,当时的条件对克里奥尔人和美洲印第安人来说有时是一种折磨。几个月后,作为第一个发射区的 Fusée-Sonde 发射场将重见天日。但与接下来的大规模开发和城市化工程相比,该中心的建设本身显得微不足道。道路、桥梁、建筑、医院和学校如雨后春笋般拔地而起,深刻地改变着这座传统小城的面貌。
明确的任务
如果还有疑问的话,让我们一目了然:在这个中心,只有为商业、机构或科学目的发送卫星的发射装置,但迄今为止还没有人类。
国家空间研究中心(CNES)的主要任务是:确保业务活动的组织和总体协调;获取和处理与发射有关的环境测量数据;确保在危险作业和发射期间保护人员、财产和环境;为发射装置和有效载荷的准备工作提供必要的后勤支持。但这还不是全部!
法国国家空间研究中心还负责制定和实施安全保护措施,保护中心的所有人员和设施,以及法属圭亚那的发射装置、有效载荷和相关设备;使中心适应阿丽亚娜6号和Vega-C等欧洲新计划的固有任务;代表法国国家空间研究中心网络和欧洲航天局(欧空局:成立于1975年的政府间组织,旨在发展欧洲的空间能力)跟踪和定位卫星。法国国家空间研究中心还是法属圭亚那整个航天基地的土地所有者,与当地民选代表和公共合作伙伴一起为该地区的发展做出贡献。
国家空间研究中心为发射装置和卫星提供准备和发射所需的所有技术和后勤资源。为此,CSG 为发射运营商提供 :木星控制中心,负责协调发射期间部署的所有资源并提供飞行中监测;设在法属圭亚那的遥测接收站,在向东发射时,由设在纳塔尔(巴西)、阿森松岛(英国)、利伯维尔(加蓬)和马林迪(肯尼亚)附近的接收站加以补充,这些接收站记录雷达在飞行期间传送的数据,以便绘制发射器的轨迹,并提供备份和卫星诊断所需的信息;最后,气象站提供风向和风速(地面和高空)以及雷击风险的实时数据(这两个标准如果不理想,可能导致发射推迟)。
从Veronique到阿丽亚娜6号,欧洲的太空史诗
发射的开始。 法国的首次太空实验是在阿尔及利亚的撒哈拉沙漠进行的。阿尔及利亚独立后,法属圭亚那于 1964 年 4 月被选为新的发射基地。1968 年 4 月 9 日,法属圭亚那航天发射基地首次发射了 Véronique 号火箭,并根据 Diamant 计划发射了九枚火箭。随后又发射了 "欧罗巴 "计划,该计划本应是欧洲空间合作的开端。该发射装置笨重且效率低下,1971 年 11 月 5 日的首次发射也是唯一一次发射对欧洲航天界来说是一次彻底的失败。有些人甚至认为,如果不是另一项计划迅速启动,"欧罗巴 "计划可能已经敲响了这部史诗的丧钟:阿丽亚娜计划。
阿丽亚娜史诗 1979 年圣诞节前夕,阿丽亚娜首次进入太空。阿丽亚娜 1 号之后,阿丽亚娜 2 号(1984 年)和阿丽亚娜 3 号(1986 年)发射装置执行了多次任务,取得了不同程度的成功。直到 1988 年 6 月阿丽亚娜 4 号发射装置的出现,才取得了惊人的进展。这种型号的阿丽亚娜发射装置的主要优点是可以根据运载的有效载荷进行调节,可以将一颗或两颗总重 4.7 吨的卫星送入轨道。在 24 年的时间里,阿丽亚娜 4 发射了 116 次,发射了 183 颗卫星,其中只有两次失败。长沙已成为世界上最重要的发射场。但来自俄罗斯、中国和美国的竞争十分激烈,为了满足用户不断变化的需求,巩固欧洲的霸主地位,1996 年年中发射了新的发射装置阿丽亚娜 5 号。
它比其前身看起来更矮小,但功能更强大,也更经济。它的有效载荷能力有所提高,可以同时发射几颗大型卫星。阿丽亚娜 5 号计划的实施导致建造了一座工厂,用于在现场制造燃料(称为推进剂)。这种能源组合用于为发射装置的助推器提供动力,助推器在升空时起到推进作用。阿丽亚娜 5 号于 1996 年 6 月 4 日首次发射失败。1998 年的第三次尝试证明是成功的,次年 12 月,阿丽亚娜 5 号首次商业飞行获得成功。从此,阿丽亚娜航天公司负责该发射装置的生产、运行和商业运营。虽然 2002 年将 10 吨有效载荷送入轨道的尝试没有成功,但 2008 年 3 月 9 日成功发射的儒勒-凡尔纳号全地形车创造了新的记录,将 20 吨质量的有效载荷送入轨道!
其他发射装置 2011 年,欧洲获得了另外两个发射装置。织女星 "轻型运载火箭设计用于将重达 1.5 吨的有效载荷送入低地轨道。它于 2012 年 2 月 13 日进行了首次发射,在未来十年中,每年将进行一到两次发射。联盟号是俄罗斯的中型发射装置,有效载荷能力约为 3.5 吨。其设施位于库鲁航天基地。第一枚联盟号于 2011 年 10 月 21 日升空,在整个合同期内进行了多次发射,但乌克兰战争导致最后一次预定发射提前结束。联盟号于 2022 年最后一次升空,共进行了 27 次发射。织女星将在 2024 年让位于织女-C。
因此,在经济繁荣时期,所有火箭加起来每月约有一次发射,而 2023 年 "只有 "3 次(2 次阿丽亚娜 5 和 1 次织女星)。随着联盟号发射的停止和 2023 年 7 月 5 日最后一次阿丽亚娜 5 号的发射,CSG 的活动有所减少。CSG利用这段时间进行现代化改造,准备迎接新的发射装置,包括阿丽亚娜6号和Vega-C。
在最后一次发射中,阿丽亚娜5号将两颗卫星(一颗法国卫星和一颗德国卫星)送入距离地球36000公里的地球静止轨道。这是第 117 次发射,也是其历史上的最后一次发射,为其 27 年的历史画上了句号,其标志是连续取得 80 多次成功,包括 2021 年底发射美国詹姆斯-韦伯望远镜。这次发射让全世界的目光都投向了 CSG 和法属圭亚那。现在是时候为其继任者让路了,随着2024年7月9日阿丽亚娜6号的首次发射成功,CSG正准备加快步伐。
阿丽亚娜 6 号和 CSG 的未来。 剩下的已经在筹备中:2014 年 12 月 2 日,欧洲航天局(ESA)成员国签署了一项重要协议,发射欧洲的新型阿丽亚娜 6 号火箭。这种新的运载火箭的首次发射最初定于 2020 年,但最终要到 2024 年(由于科维德-19 大流行病和开发困难)才会实现。面对中国长征和埃隆-马斯克(Elon Musk)的 SpaceX 的竞争,它应能使欧洲保持自主进入太空的能力,并在太空竞赛中不落下风。
改用阿丽亚娜 6 号的两个主要原因是资金和技术:新发射装置的设计比其前身更经济、用途更广。它还能将更多有效载荷送入不同的轨道。发射装置的部件将由 Canopée 号从欧洲运来,这是第一艘为运载阿丽亚娜 6 号而专门设计的风帆货船,同时限制了能源消耗和温室气体排放。新的阿丽亚娜 6 号计划将从 2024 年开始实施,首先在 7 月进行首飞,然后在 2025 年 3 月进行首次商业飞行,之后尽快提升到每年发射 9 到 10 次的巡航速度。在商业飞行的一年前,即 2024 年 3 月,埃马纽埃尔-马克龙总统在阿丽亚娜 6 号中央机体从组装大楼转移到发射区的几周前,前来会见并鼓励首飞团队。
但是,在这一新太空史诗的黎明到来之际,许多问题仍未得到解答。面对飞速发展的太空市场,面对那些不受二十多个国家合作惯性束缚的创新型参与者,这样就足够了吗?例如,SpaceX 公司的新型可重复使用猎鹰运载火箭可能会进一步巩固这家美国公司的霸主地位......最重要的是,在未来几年中,当这种征服似乎与气候和生态限制完全背道而驰时,难道不应该引入相关法规吗?
阿丽亚娜 6 号的首次发射。 多年来,阿丽亚娜 6 号火箭的研发和鉴定工作一直由不同的团队进行系统测试。2024 年 7 月 9 日,在阿丽亚娜 6 号火箭的历史性发射日,他们中的一小部分人得以在著名的发射中心指挥碉堡汇合。
当地时间 16:00(世界协调时 19:00),发射装置从位于库鲁的圭亚那航天中心首飞、
有效载荷为 2 吨,包括一个相当于两次伽利略卫星双发射的质量模拟器、8 颗小型卫星、5 个科学实验装置和 2 个返回舱。发射装置达到了 1 500 公里的最高高度,并将有效载荷送入了太阳同步轨道。阿丽亚娜 6 号的首次飞行是成功的。对首飞期间收集的数百万个数据点的分析证实了阿丽亚娜 6 号的性能。阿丽亚娜 6 号在 2025 年 3 月的首次商业飞行充分展示了其在每个飞行阶段的卓越表现。
访问CSG
无论您是否是高科技和/或太空迷,在导游带领下参观圭亚那太空中心(CSG)都是一项有趣、内容丰富且免费的活动,参观时间约为 3 小时,每年吸引超过 22,000 名游客。航天中心占地约 660 平方公里,其中大部分是植被(只有 10%的面积被建筑物占据),因此,在导游的陪同下,您可以乘坐舒适的大巴,在阿丽亚娜火箭、联盟号火箭和织女星火箭各个发射区之间穿行。如果时间允许,巴士甚至可以停在发射台脚下。在阿丽亚娜 6 号火箭发射中心停留后,您可以在一个俯瞰控制室的小木屋里了解更多有关火箭组成部件的信息,以及火箭是如何发射到第二枚的。
参观过程非常有趣,您有很多机会向导游提出任何问题,例如,您会了解到送上天的卫星重量一般只占发射装置总重量的 1%,其余部分由推进剂(用于提供火箭能量的物质,占总质量的 90%)组成,结构只占剩余的 9%。或者说,卫星在与发射装置分离时,为避免掉回地球,必须达到的速度是 7.8 千米/秒。最后,你还应该知道,从 CSG 发射的有效载荷中有 50% 以上是通信卫星。
对宇宙充满好奇心的游客可以在参观完 Guyaspace 体验馆(前身为太空博物馆)后结束行程。经过 18 个月的翻修,该博物馆于 2024 年 7 月 26 日重新开放。太空总署还为游客提供了一个参观其自然区的机会,以欣赏这里的动植物:真正的保护区,因为正如在参观过程中指出的那样,"太空总署的人类社会坚决致力于赢得太空而不失去地球"。参观必须提前预约,并需要出示身份证明。Guyaspace 体验馆无需预约,可现场购票参观。还提供在线购票服务。