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“天選之箭”:長征五號系列運載火箭

“天選之箭”:長征五號系列運載火箭

 

中央紀委國家監(jiān)委網(wǎng)站 柴雅欣報道 7月23日,伴隨著震耳欲聾的轟鳴聲,天際劃出一道金色曲線,長征五號遙四運載火箭在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空,將我國首個火星探測器“天問一號”送入預定軌道。

火星探測器“天問一號”眾人矚目,而將火星探測器送入軌道的長征五號遙四運載火箭同樣令人好奇:運載火箭型號那么多,為何偏偏它成為了“天選之箭”?

航天“夢想號”

如果說擁有運載火箭是加入“太空俱樂部”的入場券,那么運載火箭的運載能力則決定了在俱樂部中的會員等級。火箭運載能力是開展一切航天活動的前提和基礎,也是一個國家航天實力的直接體現(xiàn)。

長征五號運載火箭讓我國火箭運載能力躋身世界第一梯隊,也讓探索浩瀚宇宙、走向宇宙更深處有了實現(xiàn)的可能。在長征五號火箭出現(xiàn)之前,我國火箭在不同軌道的最大運載能力分別為地球同步轉(zhuǎn)移軌道(GTO)約5.5噸(長征三號乙火箭)和近地軌道(LEO)約13.5噸(長征七號火箭)。

長征五號火箭的運載能力突破原有極限,“作為我國首型5米芯級直徑的新一代大推力運載火箭,長征五號運載火箭地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力可達14噸左右,為建設空間站而研制的長征五號B火箭近地軌道運載能力可達25噸。”長征五號運載火箭總設計師李東說。

長征五號運載火箭是我國運載火箭升級換代的工程,創(chuàng)新難點多、技術跨度大、復雜程度高,代表了我國運載火箭科技創(chuàng)新的最高水平。自2006年工程立項以來,長征五號運載火箭研制隊伍按照“通用化、系列化、組合化”和“無毒、無污染、低成本、高可靠、適應性強、安全性好”設計思想,突破了以大直徑箭體結(jié)構設計制造與試驗、三型大推力發(fā)動機等為代表12大類247項關鍵技術,解決了復雜力熱環(huán)境、大質(zhì)量多干擾分離、大推力火箭發(fā)動機燃燒不穩(wěn)定抑制及低溫POGO抑制等世界性難題,掌握了一批具有自主知識產(chǎn)權的新技術,其運載能力、運載效率等重要性能指標均居世界先進水平,填補了我國大推力無毒無污染液體火箭的空白,為我國新一代運載火箭系列化、型譜化發(fā)展奠定了堅實技術基礎。也正因如此,長征五號運載火箭有著航天“夢想號”的美譽。

一次“成人禮”

對長征五號火箭來說,此次發(fā)射意義非比尋常。這是長征五號火箭誕生以來的第五次發(fā)射任務,是2020年第二次執(zhí)行發(fā)射,也是長征五號系列運載火箭首次執(zhí)行應用性發(fā)射任務。

應用性發(fā)射有何特別之處?此前,長征五號火箭的四次飛行是研制型發(fā)射,屬于試驗性質(zhì),主要任務在于考核火箭總體及各分系統(tǒng)設計方案的正確性和協(xié)調(diào)性、驗證火箭技術狀態(tài)和可靠性。只要火箭發(fā)射成功,任務就算成功。而這一次肩負重任的長征五號遙四火箭,是長征五號系列火箭第一次應用性發(fā)射,除了檢驗火箭的發(fā)射和飛行可靠性,主要任務轉(zhuǎn)變?yōu)橥瓿晒こ倘蝿漳繕耍苯訛閲抑卮蠊こ倘蝿辗铡3艘蠡鸺l(fā)射成功,載荷也要成功,這樣才能算任務真正成功。

載荷性質(zhì)也有所不同。據(jù)航天科技集團一院長征五號火箭總體主任設計師黃輝介紹,以往長征五號火箭的載荷都屬于研制性的試驗載荷,這次是一個正式的工程載荷,標志著長征五號火箭關鍵技術已逐漸成熟,具備執(zhí)行國家重大航天工程任務的能力和條件。因此,此次任務可以說是長征五號系列火箭的“成人禮”。

一身多能

長征五號火箭主要執(zhí)行我國三大工程——深空探測、空間站建設和行星探測。近兩年,它的首要任務是發(fā)射探月三期“嫦娥五號”、載人空間站的核心艙等三大工程相關的發(fā)射任務。此外,長五火箭還具備大型、中型的近地軌道(LEO)軌道、地球同步轉(zhuǎn)移軌道(GTO)軌道的發(fā)射能力,這也是長五火箭將來的一個重要應用方向,前景十分廣闊。

長征五號遙四火箭將“天問一號”火星探測器送入地火轉(zhuǎn)移軌道后,長征五號火箭就完成了高軌大衛(wèi)星、載人飛船試驗船以及深空探測器三類航天器的發(fā)射,成為長征火箭家族中唯一可以勝任三種任務類型的火箭。

在發(fā)射高軌道大衛(wèi)星方面,長征五號火箭將我國地球同步轉(zhuǎn)移軌道(GTO)運載能力從5.5噸提高到14噸,可以滿足新一代衛(wèi)星平臺的發(fā)射需求,與長征三號甲系列火箭共同構成了發(fā)射高軌道衛(wèi)星的能力階梯。李東介紹稱,“我國未來的高軌衛(wèi)星重量可以達到8噸左右,只能通過長征五號火箭實施發(fā)射。同時,在搭配合適的上面級后,長征五號火箭也可以用一箭雙星的形式同時發(fā)射兩顆5.5噸重量的高軌衛(wèi)星”。

在發(fā)射深空探測器方面,長征五號火箭將我國深空探測的對象從月球拓展到了太陽系內(nèi)行星。此前,長征三號甲系列火箭承擔發(fā)射我國月球探測器的任務,相繼發(fā)射了從“嫦娥一號”到“嫦娥四號”四個月球探測器,完成了對月球的環(huán)繞探測、著陸探測和巡視探測。但是,在更遠的深空探測和更重的探測器發(fā)射任務上,長征五號火箭優(yōu)勢更突出。長征五號火箭可以把5噸的載荷送入地火轉(zhuǎn)移軌道,足夠攜帶著陸器和巡視器,使得一次發(fā)射實現(xiàn)對火星的“繞、落、巡”三類探測成為可能。

在發(fā)射空間站艙段方面,長征五號B火箭將成為我國空間站核心艙和實驗艙的“專屬列車”。長征五號B運載火箭與長征五號火箭同屬長征五號系列運載火箭,是我國首個采用一級半構型的新一代大型液體運載火箭,專門為載人航天工程空間站建設而研制,擁有長20.5米的國內(nèi)最大整流罩,近地軌道(LEO)運載能力達到25噸級,具備“零窗口”發(fā)射的能力,同時還擁有大推力直接入軌、大直徑艙箭分離等“黑科技”,將在未來兩到三年時間內(nèi),完成我國空間站艙段的發(fā)射。

“此次長征五號火箭進入工程應用階段,將有力支撐國家重大航天工程的實施,對加快推進航天強國建設發(fā)揮重要作用。”中國運載火箭技術研究院長院長王小軍說。

來源:中央紀委國家監(jiān)委網(wǎng)站





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