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為探月探火奠定重要基礎(chǔ)!“胖五”,大火箭有大夢想

來源:人民網(wǎng)-人民日報

作者:

2019-12-28 10:44:12

  12月27日20時45分,長征五號遙三運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場點火。
  本報記者 雷 聲攝

  27日,長征五號遙三運載火箭升空。
  陳 肖攝(人民視覺)

  制圖:中國航天科技集團一院

  908天的等待之后,我國新一代大型運載火箭——長征五號迎來第三次發(fā)射任務(wù)。12月27日20時45分,中國文昌航天發(fā)射場,長征五號遙三火箭帶著耀眼的光芒,撼天動地,沖破云霄。這次發(fā)射任務(wù)的成功,意味著我國具備了探索更遠深空的能力,也為未來實現(xiàn)探月工程三期、首次火星探測任務(wù)等國家重大科技專項和重大工程奠定了重要基礎(chǔ),邁出了建設(shè)航天強國的堅實步伐。

  遙三火箭有哪些特點?

  200余項技術(shù)改進,代表我國運載火箭科技創(chuàng)新最高水平

  作為我國首型5米芯級直徑的大推力運載火箭,長征五號運載火箭因為體型寬大,被親切地稱為“胖五”火箭。

  長征五號是我國首個自主研制的新一代大型運載火箭,創(chuàng)下了多個“第一”與“之最”,代表了我國運載火箭科技創(chuàng)新的最高水平。長征家族中,長征五號可謂是名符其實的“大火箭”——起飛質(zhì)量最大、起飛推力最大、箭體結(jié)構(gòu)最大、運載能力最強、運載效率最高。與國際同類現(xiàn)役運載火箭相比,長征五號近地軌道25噸左右的運載能力,已位居世界前列。長征五號還填補了我國大推力無毒無污染液體火箭發(fā)動機的空白,賦予中國運載火箭“綠色環(huán)保大推力”的新名片。

  大國重器,十年“磨箭”。2016年11月3日,經(jīng)過10余年的工程研制,長征五號火箭精彩亮相,首飛成功。然而,在2017年7月2日實施的第二次發(fā)射任務(wù)中,長征五號遙二火箭卻因為發(fā)動機局部結(jié)構(gòu)問題未能將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。從第二次的發(fā)射失利到第三次的圓滿成功,一共歷時908天。在這30個月里,長五研制團隊經(jīng)歷了什么?大火箭又作了哪些技術(shù)改進?

  “歸零”,成為記者采訪過程中最常聽到的詞語。這是中國航天從實踐中總結(jié)提出的解決質(zhì)量問題的方法。中國航天科技集團一院長征五號火箭總指揮王玨告訴記者,“經(jīng)過兩年多的歸零和驗證工作,研制團隊攻克了發(fā)動機技術(shù)難關(guān)。并且在完成發(fā)動機問題歸零的同時,長五火箭的技術(shù)改進和可靠性提升工作也實現(xiàn)了突破。”

  長征五號遙二火箭失利后,經(jīng)過100余天的故障排查與定位以及180余天的試驗驗證,失利原因終于確認。火箭芯一級氫氧發(fā)動機在復(fù)雜力熱環(huán)境下,局部結(jié)構(gòu)發(fā)生異常,發(fā)動機推力瞬時大幅下降,致使發(fā)射任務(wù)失利。

  “火箭上次失敗,是一個復(fù)雜力熱環(huán)境的相互共同作用下,使發(fā)動機的某一個零部件組件不能適應(yīng),出現(xiàn)失效。但這個毛病隱藏得比較深,偶爾出現(xiàn),大多數(shù)情況下不出現(xiàn),一旦出現(xiàn)就是災(zāi)難性的。所以這次歸零,我們通過地面反反復(fù)復(fù)的各方面理論分析、試驗驗證,終于把‘搗蛋’的這個‘家伙’逮住了。” 中國航天科技集團一院長征系列火箭總設(shè)計師龍樂豪院士說。回憶起遙二發(fā)射失利后的場景,滿頭白發(fā)的龍樂豪說,當時并未與研制團隊過多交流,“我相信他們有能力頂住壓力。”

  長五人確實頂住了壓力,盡管攻關(guān)的過程并非一帆風順。中國航天科技集團一院長征五號火箭總設(shè)計師李東對幾個時間節(jié)點印象深刻。2018年11月30日,改進后的芯一級氫氧發(fā)動機在長程試車過程中出現(xiàn)問題,經(jīng)過改進,2019年2月順利通過了兩次長程試車驗證。然而到了2019年4月4日,在長征五號遙三火箭的總裝工作進入到最后階段時,一臺用于后續(xù)任務(wù)的芯一級氫氧發(fā)動機又發(fā)現(xiàn)了問題……

  面對一個又一個困難,科研人員沒有灰心,會議室忘卻寒暑、試驗場不分晝夜。908天的夜以繼日,集聚全國優(yōu)勢資源聯(lián)合攻關(guān),累計40余次15000余秒關(guān)鍵技術(shù)試驗,終于攻破一個又一個難關(guān)。不只是發(fā)動機研制團隊,各參研參試單位的科研人員、工程技術(shù)人員,聯(lián)合攻關(guān)的院士專家,發(fā)射場系統(tǒng)的工作人員,甚至包括航天人的家屬……都為長五遙三的成功付出了艱辛的努力。

  據(jù)介紹,遙三火箭在遙二火箭的基礎(chǔ)上,進行了200余項技術(shù)改進。其中比較重大的技術(shù)改進有9項,包括了發(fā)動機設(shè)計改進、長排整流罩設(shè)計改進、利用系統(tǒng)調(diào)節(jié)方案改進等。

  大塊頭能做啥?

  肩負月球采樣返回、火星探測等重要任務(wù)

  運載火箭的能力有多大,中國航天的舞臺就有多大。作為目前我國運載能力最大的火箭,“胖五”是承載著中華民族對浩瀚宇宙向往的“夢想之箭”,也是我國由航天大國邁向航天強國的重要標志。長征五號肩負著月球采樣返回、火星探測等多項重大航天工程任務(wù),也可用于不同地球軌道大型載荷及其他深空探測任務(wù)載荷的發(fā)射。

  再登月球——2020年,我國將用長征五號運載火箭擇機發(fā)射“嫦娥五號”,實現(xiàn)月面無人采樣返回,圓滿完成探月工程三步走的規(guī)劃目標。嫦娥五號任務(wù)需要將嫦娥五號探測器直接送入地月轉(zhuǎn)移軌道,這必須由具有大運載能力的長征五號運載火箭來完成。

  首探火星——目前,我國正在開展首次火星探測工程的研制工作。按照計劃,2020年,我國將通過長征五號發(fā)射火星探測器,并通過一次發(fā)射實現(xiàn)火星環(huán)繞、著陸和巡視探測。李東介紹,長征五號的成功研制,將大幅度提高我國進入空間的能力,助力我國深空探測能力和水平的提升,實現(xiàn)在深空探測領(lǐng)域的跨越。

  此外,長征五號火箭還為構(gòu)筑我國新一代運載火箭系列型譜奠定了堅實技術(shù)基礎(chǔ)。2020年,長征五號B等多型新一代運載火箭將相繼迎來首飛。

  火箭上“運”了啥?

  搭載我國最重同步軌道衛(wèi)星,全面驗證“東方紅五號衛(wèi)星平臺”關(guān)鍵技術(shù)

  很多人還很好奇,長五遙三火箭發(fā)射,搭載的是什么衛(wèi)星?

  專家介紹,長征五號遙三火箭上的這名“乘客”,就是實踐二十號衛(wèi)星。它是以“東方紅五號衛(wèi)星平臺”為基礎(chǔ)研制的一顆新技術(shù)試驗驗證衛(wèi)星,重量達8噸,是目前我國研制的地球同步軌道發(fā)射重量最重的衛(wèi)星,也是技術(shù)含金量最高的一顆衛(wèi)星。

  實踐二十號攜帶了不少“黑科技”。它有著我國迄今為止面積最大、翼展最長、展開方式最復(fù)雜的太陽翼,能夠低速轉(zhuǎn)動,保證始終朝向太陽。它還配備了國內(nèi)功率最大的電源控制器,確保太陽翼提供的超強電流“聽話地”流到衛(wèi)星每一個角落,維持衛(wèi)星的健康運轉(zhuǎn)。

  那么,這顆衛(wèi)星到底有什么作用?

  用中國航天科技集團公司五院總工程師、實踐二十號衛(wèi)星總指揮周志成院士的話來說,“實踐二十號衛(wèi)星首要任務(wù)是驗證‘東方紅五號衛(wèi)星平臺’的技術(shù)穩(wěn)定性,由于搭載了十多項國際領(lǐng)先的技術(shù)驗證載荷,也兼具新技術(shù)技術(shù)驗證的使命。以‘實踐’命名衛(wèi)星,就是對該星所承擔的探索意義的最好詮釋。”

  據(jù)介紹,“東方紅五號衛(wèi)星平臺”是我國自主開發(fā)的新一代大型地球同步軌道衛(wèi)星平臺,單機國產(chǎn)化率達100%,能滿足未來20年的大容量衛(wèi)星應(yīng)用需求。實踐二十號作為該平臺的首飛試驗星,它的成功發(fā)射將對我國通信衛(wèi)星事業(yè)的發(fā)展起到重要作用。

[責任編輯:楊凡、王全]

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