北京时间今天上午9点22分，一枚长征二号F遥12运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，将神州12号载人飞船以及聂海胜、刘伯明和汤洪波三位宇航员送入太空。从现场情况来看，火箭发射后飞行状态良好，三名宇航员的体征也十分正常，目前天和的核心舱和天舟二号的组合体已进入对接轨道，它们的良好状态满足了和神舟12号的对接需求。这标志着中国载人航天工程立项以来的第19次飞行任务取得了开门红，也代表中国空间站的首次载人飞行任务迈出了重要一步。

顺利升空后的神舟12号和地球同框

神州12号飞船由航天科技集团五院研发，也是中国目前技术标准最高的载人航天器，该飞船由轨道舱、返回舱和推进舱组成，被划分为14个分系统，其轨道舱里具有航天员在轨生活的支持设备以及交会对接敏感器等技术设备，这些设备为自主快速对接打下了坚实基础。而该船返回舱则是飞船发射和返回时航天员们乘坐的舱段，也是飞船的指挥核心。而推进舱则包括推进系统，电源等设备，可提供飞行动力，并控制姿态轨道，是飞船行进的心脏。而本次航天任务中三名航天员将在天和号核心舱完成三个月左右的在轨驻留，将创造中国载人航天滞留太空迄今为止最长的记录，这三名航天员会逐步开展机械臂操作，物资补给、太空出舱活动和舱外操作等任务，由此验证宇航员未来长期滞留空间站的能力。根据中国载人航天工程办公室介绍，神舟12号载人飞船在空间站技术测试阶段中属于第四次飞行任务，也是空间站相关任务中首次载人航天任务。

神舟12号也是中国空间站任务中至关重要的一环

自神舟系列升入太空以来，中国航天发射就素以成功率高著称，时至今日航天事业已经让人类生活得到了彻底的改变，以卫星为例，它可以实现电视转播、手机通讯、交通工具导航定位、天气预报、国土勘察、农业和地质灾害预测，并完成军事侦察和作战任务。从北斗卫星体系到神舟飞船，再到天宫和嫦娥、玉兔，都标志着中国航天人的成就，而每一次航天发射任务的背后也都面临着巨大风险和困难。有科学家表示所有航天器都是由航天发射场升入天空，所以发射场也被称为通往太空的大门，而这道特殊大门的建设，也是航天事业的关键。目前中国发射中心包括西昌、文昌和酒泉三处；而美国则在佛罗里达和洛杉矶设立了肯尼迪航天中心和西部航天和导弹试验中心（范登堡空军基地和沃洛普斯基地在改建）；俄罗斯的拜科努尔航天发射场和普列谢茨克基地则分别位于哈萨克斯坦和阿尔汉格尔斯克（东方港航天中心在改建）。除中美俄外，法国的库鲁航天发射中心（位于南美北部法属圭亚那），意大利圣马可发射场（位于非洲肯尼亚东海岸），日本的种子岛航天中心以及印度的斯里哈里科塔发射场（位于印度东海岸）也是较为出名的发射场。

世界目前多数发射场都位于低纬度区域

这些发射场中，除俄罗斯受制于地理环境限制，其他发射场多数都位于低纬度地区，这种做法就和地球的运行息息相关。以卫星轨道为例，包括赤道、地球同步、地球静止、极地、太阳同步等轨道，其分类的关键因素就是轨道倾角（卫星轨道平面法线和地球北极之间的夹角）。如果倾角为0时，卫星轨道平面就会和地球赤道平面重合，此时卫星飞在赤道上空，就会进入地球静止轨道，这条轨道距离地表约为3.6万千米，而在其上飞行的卫星会和地面一直同步，看上去犹如静止悬挂在太空中一样。这条轨道上常见的一般都是通信和电视转播卫星，部分气象和导航卫星也会处于该轨道。而倾角位于0-90度之间的轨道则被称为地球同步轨道，因为其航迹与地球自转周期一样，大多数的导航卫星以及部分气象、对地观测和通讯卫星都在该轨道上。而倾角等于90度时的轨道就是极地轨道，此时卫星会经过两极竖着环绕地球，此时这些卫星可以观测到地球上所有点，一般活跃在极地轨道的是气象和对地观测卫星。如果轨道倾角大于90度时，卫星就会向地球自转反方向自东向西进入逆行轨道，以太阳同步轨道卫星为例，它会始终和太阳保持固定取向，每天自西向东转动0.9856度，与地球公转速度接近。在这条轨道上的卫星每天都会在同一时间经过同一区域，由于日照条件近似，所以很利于对指定区域进行持续性观测，所以气象、综合科学和对地观测卫星会保持在该轨道飞行。由此可见各种卫星乃至其他航天器的用途截然不同，自然要依靠不同的发射场才能进入各自所需的角度，因此在航天发射方面，如果不是几何学霸，还真的不能胜任。

海上发射平台在近年来也得到了发展

目前世界各国多数卫星都会在低倾角的近赤道平面轨道，所以此前提到各国多数航天发射中心都在较低纬度。研究证实地球在持续性的自西向东自转时，赤道的半径最大，所以也带来了最大的自转线速度，越接近赤道，就会得到更大的地球附加速度。赤道的自转线速度为464米每秒，而到了60度的高纬度区域就会骤降至233米每秒，两者差距不容忽略，所以航天器的搭载火箭只有最大限度节约燃料才能满足其载荷，进而让更大更先进的卫星或飞船进入太空，据称在海南文昌发射火箭时就会比西昌节约10-15%的燃料。而且在低纬度升空后，低倾角卫星入轨成功率也很高，甚至情况理想时即可直接入轨进而节约燃料，考虑到卫星和其他航天器的搭载空间很有限，这一点带来的裨益就更可贵了。以法属圭亚那发射基地为例，此地地处北纬五度，距离赤道很近，所以发射后火箭第三级甚至无需二次启动，卫星在远地点变轨能量消耗也很低，因此无需调整姿态即可进入预定轨道。由于在低纬度发射时裨益较多，所以各国还开始研究海上和空中发射平台方式。但高轨道倾角卫星就不同了，例如太阳同步轨道卫星的轨道倾角超过90度，此时它会自东向西逆行，而地球自转线速度就会反而成为其阻碍，如果还在低纬度发射就会消耗更多能量克服这一问题。

酒泉卫星发射中心附近以沙漠气候为主

除了考虑地球经纬度问题，一个良好的发射场选址也很有讲究，首先它必须靠近工业和铁路中心，因为这可以便于火箭、飞船和卫星的生产和运输，俄罗斯的拜科努尔发射场就比邻萨马拉州的航空航天中心，和平号空间站、东方号和联盟号运载火箭就是后者生产的。其次，太空舱和卫星项目不但需要高度保密，而且还需要尽量避免给周围国家和本国居民带来安全隐患，所以发射场要选择人烟稀少甚至少有人居住的平坦区域，但必须有永久性水源。例如此次发射神州12号的酒泉卫星中心就是这样的场地，它位于甘肃西北沙漠，曾专门完成了神舟和天宫系列多次发射，与之情况类似的还有俄罗斯的拜科努尔发射场，此地的地形地貌与酒泉发射中心高度类似，人类历史上第一位航天员加加林就是从此地进入太空的，时至今日该地已经成为世界最大的发射场。而法属圭亚那发射场东方就是海洋，发射角度很大，同样具有很好的地理条件，而意大利的圣马可发射场则是世界唯一的海上发射场，其条件自然优越，而且同样有低纬度优势。

借助海运，文昌发射中心可能会在未来发挥重要作用

再次，发射场选址还要结合当地气候，因为雷暴和大风天气会给发射带来严重隐患，所以必须找到无不稳定气象灾害，且气候相对干燥降雨较少的区域，只有这样才会有更多的发射窗口。例如地处四川凉山的西昌卫星发射中心，每年出太阳的时间甚至会超过320天，即使到夜里也往往明月当空，其能见度十分出色，而且气候也适合航天任务。最后就是发射场的总体交通体系必须发达。目前航天强国的火箭和航天器尺寸呈现越来越大的趋势，所以自然对交通干线运载能力要求较高，而海运可以运载更重更大的货物，自然也是航天运输的重要渠道，例如美国的肯尼迪航天中心就直接靠海，因此美国才能尽快用海运方式将起飞重量超过三千吨且芯直径超过10米的土星五号火箭运往该地。而中国近年来货运飞船、空间站以及大型卫星的发展很快，而直径超过3.35米的货物难以通过铁路运输，所以2009年才会在海南文昌选址建立发射中心，这里不但纬度低而且紧邻港口，其发射塔距离海边不足千米，所以长征5号这样芯直径超过5米的火箭才会在这里升空，甚至有人预测文昌基地会在未来登月和探测火星的任务中发挥比西昌和酒泉更大的作用。

中国航天的每一次成功，背后都是科学体系的巨大进步

在不少不够了解航天科技的人看来，支持飞船和卫星进入太空的发射场建设，绝非只是随便找个地方建立发射架那么简单，一个发射场的建设堪称是国家级金字塔工程，不但要考虑天体物理、气象学和地理学，更要考虑海洋学、高等数学、交通、政治军事以及国际关系。只有这些相关科学的成就结合起来，才能真正形成一个兼具发射、研发、生产、宣传、保障和教育功能的大型航天基地，因此今天神舟12号的成功，不但是这艘飞船和运载火箭自身的成功，也同样代表着上述学科内中国工作者的巨大成功。