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“天选之箭”:长征五号系列运载火箭

“天选之箭”:长征五号系列运载火箭

 

中央纪委国家监委网站 柴雅欣报道 7月23日,伴随着震耳欲聋的轰鸣声,天际划出一道金色曲线,长征五号遥四运载火箭在海南文昌航天发射场发射升空,将我国首个火星探测器“天问一号”送入预定轨道。

火星探测器“天问一号”众人瞩目,而将火星探测器送入轨道的长征五号遥四运载火箭同样令人好奇:运载火箭型号那么多,为何偏偏它成为了“天选之箭”?

航天“梦想号”

如果说拥有运载火箭是加入“太空俱乐部”的入场券,那么运载火箭的运载能力则决定了在俱乐部中的会员等级。火箭运载能力是开展一切航天活动的前提和基础,也是一个国家航天实力的直接体现。

长征五号运载火箭让我国火箭运载能力跻身世界第一梯队,也让探索浩瀚宇宙、走向宇宙更深处有了实现的可能。在长征五号火箭出现之前,我国火箭在不同轨道的最大运载能力分别为地球同步转移轨道(GTO)约5.5吨(长征三号乙火箭)和近地轨道(LEO)约13.5吨(长征七号火箭)。

长征五号火箭的运载能力突破原有极限,“作为我国首型5米芯级直径的新一代大推力运载火箭,长征五号运载火箭地球同步转移轨道运载能力可达14吨左右,为建设空间站而研制的长征五号B火箭近地轨道运载能力可达25吨。”长征五号运载火箭总设计师李东说。

长征五号运载火箭是我国运载火箭升级换代的工程,创新难点多、技术跨度大、复杂程度高,代表了我国运载火箭科技创新的最高水平。自2006年工程立项以来,长征五号运载火箭研制队伍按照“通用化、系列化、组合化”和“无毒、无污染、低成本、高可靠、适应性强、安全性好”设计思想,突破了以大直径箭体结构设计制造与试验、三型大推力发动机等为代表12大类247项关键技术,解决了复杂力热环境、大质量多干扰分离、大推力火箭发动机燃烧不稳定抑制及低温POGO抑制等世界性难题,掌握了一批具有自主知识产权的新技术,其运载能力、运载效率等重要性能指标均居世界先进水平,填补了我国大推力无毒无污染液体火箭的空白,为我国新一代运载火箭系列化、型谱化发展奠定了坚实技术基础。也正因如此,长征五号运载火箭有着航天“梦想号”的美誉。

一次“成人礼”

对长征五号火箭来说,此次发射意义非比寻常。这是长征五号火箭诞生以来的第五次发射任务,是2020年第二次执行发射,也是长征五号系列运载火箭首次执行应用性发射任务。

应用性发射有何特别之处?此前,长征五号火箭的四次飞行是研制型发射,属于试验性质,主要任务在于考核火箭总体及各分系统设计方案的正确性和协调性、验证火箭技术状态和可靠性。只要火箭发射成功,任务就算成功。而这一次肩负重任的长征五号遥四火箭,是长征五号系列火箭第一次应用性发射,除了检验火箭的发射和飞行可靠性,主要任务转变为完成工程任务目标,直接为国家重大工程任务服务。除了要求火箭发射成功,载荷也要成功,这样才能算任务真正成功。

载荷性质也有所不同。据航天科技集团一院长征五号火箭总体主任设计师黄辉介绍,以往长征五号火箭的载荷都属于研制性的试验载荷,这次是一个正式的工程载荷,标志着长征五号火箭关键技术已逐渐成熟,具备执行国家重大航天工程任务的能力和条件。因此,此次任务可以说是长征五号系列火箭的“成人礼”。

一身多能

长征五号火箭主要执行我国三大工程——深空探测、空间站建设和行星探测。近两年,它的首要任务是发射探月三期“嫦娥五号”、载人空间站的核心舱等三大工程相关的发射任务。此外,长五火箭还具备大型、中型的近地轨道(LEO)轨道、地球同步转移轨道(GTO)轨道的发射能力,这也是长五火箭将来的一个重要应用方向,前景十分广阔。

长征五号遥四火箭将“天问一号”火星探测器送入地火转移轨道后,长征五号火箭就完成了高轨大卫星、载人飞船试验船以及深空探测器三类航天器的发射,成为长征火箭家族中唯一可以胜任三种任务类型的火箭。

在发射高轨道大卫星方面,长征五号火箭将我国地球同步转移轨道(GTO)运载能力从5.5吨提高到14吨,可以满足新一代卫星平台的发射需求,与长征三号甲系列火箭共同构成了发射高轨道卫星的能力阶梯。李东介绍称,“我国未来的高轨卫星重量可以达到8吨左右,只能通过长征五号火箭实施发射。同时,在搭配合适的上面级后,长征五号火箭也可以用一箭双星的形式同时发射两颗5.5吨重量的高轨卫星”。

在发射深空探测器方面,长征五号火箭将我国深空探测的对象从月球拓展到了太阳系内行星。此前,长征三号甲系列火箭承担发射我国月球探测器的任务,相继发射了从“嫦娥一号”到“嫦娥四号”四个月球探测器,完成了对月球的环绕探测、着陆探测和巡视探测。但是,在更远的深空探测和更重的探测器发射任务上,长征五号火箭优势更突出。长征五号火箭可以把5吨的载荷送入地火转移轨道,足够携带着陆器和巡视器,使得一次发射实现对火星的“绕、落、巡”三类探测成为可能。

在发射空间站舱段方面,长征五号B火箭将成为我国空间站核心舱和实验舱的“专属列车”。长征五号B运载火箭与长征五号火箭同属长征五号系列运载火箭,是我国首个采用一级半构型的新一代大型液体运载火箭,专门为载人航天工程空间站建设而研制,拥有长20.5米的国内最大整流罩,近地轨道(LEO)运载能力达到25吨级,具备“零窗口”发射的能力,同时还拥有大推力直接入轨、大直径舱箭分离等“黑科技”,将在未来两到三年时间内,完成我国空间站舱段的发射。

“此次长征五号火箭进入工程应用阶段,将有力支撑国家重大航天工程的实施,对加快推进航天强国建设发挥重要作用。”中国运载火箭技术研究院长院长王小军说。

来源:中央纪委国家监委网站





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