
圖表:解碼長征五號(hào)大火箭 新華社記者 高微 白國龍 編制
新華社海南文昌11月3日電題:大塊頭有大智慧——解碼長征五號(hào)大火箭
新華社記者陳曦、白國龍,、趙穎全,、周慧敏
11月3日晚8時(shí)43分,,中國文昌航天發(fā)射場(chǎng),,距離海邊約800米的發(fā)射平臺(tái)上,長征五號(hào)運(yùn)載火箭點(diǎn)火升空,。
這是我國新一代大型運(yùn)載火箭長征五號(hào)的首次飛行任務(wù),,也是長征家族系列運(yùn)載火箭的第238次發(fā)射。
隨著人類對(duì)于宇宙空間的不斷探索,,世界主要航天強(qiáng)國紛紛推出新一代大型火箭,。中國現(xiàn)有運(yùn)載火箭長征家族原有成員在面對(duì)未來載人空間站、探月,、探火等一系列重大工程任務(wù),,有些心有余而力不足。長征家族迫切需要引入一位“大塊頭”成員扛起重?fù)?dān),。
被親切地稱為“胖五”的長征五號(hào)火箭應(yīng)運(yùn)而生,,成為我國起飛質(zhì)量最大、起飛推力最大,、箭體結(jié)構(gòu)最大,、運(yùn)載能力最大的運(yùn)載火箭。
這一次發(fā)射,,對(duì)于“胖五”來說,,有太多的創(chuàng)新和紀(jì)錄需要被銘記。
從3.35米到5米,,一次華麗的蛻變
“胖五”長啥樣,?先從數(shù)據(jù)上看:身長57米,芯極直徑5米,,捆綁4個(gè)3.35米直徑助推器,,起飛重量約為870噸,運(yùn)載能力達(dá)到近地軌道25噸,,地球同步軌道14噸,,地月軌道8噸,。
“胖五”以其5米的箭體直徑突破了傳統(tǒng)3.35米直徑的限制,成為我國箭體直徑最大的火箭,。
從3.35米到5米,,不只是簡(jiǎn)單的數(shù)字變化。
“30年前啟動(dòng)論證,,20年前開始預(yù)研,,10年前開始立項(xiàng)研制�,!焙教炜萍技瘓F(tuán)一院長征五號(hào)火箭總設(shè)計(jì)師李東說,,我國火箭都是以3.35米直徑為基礎(chǔ)發(fā)展起來的,目前運(yùn)載能力已用到極致,,想向前發(fā)展,,就需要直徑上的突破。1.65米的直徑改變意味著整個(gè)火箭制造工業(yè)體系都要變,,包括材料,、制作工藝、工裝,、動(dòng)力,、加工、廠房等,,也意味著國家工業(yè)基礎(chǔ)要跟得上,。“技術(shù)跨度太大,,新技術(shù)比例幾乎到達(dá)100%,�,!�
比如,,為了提升“胖五”的性能和效率,燃料儲(chǔ)箱內(nèi)壁最薄的地方只有3毫米,。航天科技集團(tuán)一院天津大火箭公司副總經(jīng)理孟凡新說:“做到這樣的極致,,既有新材料的功勞,也有新生產(chǎn)工藝的功勞,。而這樣的創(chuàng)新,,在‘胖五’身上比比皆是�,!�
此外,,因?yàn)椤芭治濉敝睆教螅瑐鹘y(tǒng)的火車運(yùn)輸已經(jīng)無法完成,,只能通過海運(yùn),。與之匹配的沿海天津新一代運(yùn)載火箭制造基地和中國文昌航天發(fā)射場(chǎng)都為此而新建,。
李東說,研制“胖五”最早的目標(biāo)是大運(yùn)載能力,。實(shí)現(xiàn)大的運(yùn)載能力有2個(gè)基礎(chǔ):大的結(jié)構(gòu)和大的發(fā)動(dòng)機(jī),。
國際上,大型火箭的直徑不約而同都在5米左右,。同樣長度的火箭,,直徑越大可以裝載更多的飛行器。此外,,直徑越大,,火箭的整流罩可以做得更大,這樣不光可以搭載重量更大的飛行器,,也可以搭載體積更大的飛行器,。“即使3.35米直徑的火箭可以搭載體積很大的衛(wèi)星,,但會(huì)弄出一個(gè)很大的腦袋,,火箭外形也不好�,!崩顤|說,。
從13.5噸到25噸,一次能力的飛躍
�,。玻埃保赌辏对拢玻等�,,長征七號(hào)火箭發(fā)射升空,以13.5噸近地軌道運(yùn)載能力成為我國火箭運(yùn)載能力之最,。
4個(gè)月后,,“胖五”問世,其近地軌道運(yùn)載能力更是達(dá)到25噸,。
國際上一般認(rèn)定,,近地軌道10噸量級(jí)為中型火箭,超過20噸叫做大型火箭,�,!芭治濉背蔀榱宋覈F(xiàn)在唯一的大型火箭�,!斑@標(biāo)志著中國進(jìn)入了大火箭俱樂部,。”李東說,,“這個(gè)能力使未來發(fā)展有了更廣闊的空間,。”
“以前,,中國運(yùn)載火箭只有2噸運(yùn)載能力時(shí),,還不能承擔(dān)載人航天的工作,。把一個(gè)航天員送上天,也得要一個(gè)7,、8噸級(jí)的飛船,,否則航天員的生活保障不了。中國現(xiàn)在有了7,、8噸運(yùn)載能力的火箭,,才有了載人航天。同樣中國現(xiàn)在有了長征五號(hào),,才能實(shí)施空間站計(jì)劃,,因?yàn)榭臻g站要長期有人照料,在天上長時(shí)間生活,,規(guī)�,?隙ê艽蟆,!崩顤|打了個(gè)比喻,,“這就像家里人口多了,一個(gè)小房子住不下,�,!�
目前,我國長征三號(hào)甲火箭能將1噸多的載荷送入地火轉(zhuǎn)移軌道,,而“胖五”的運(yùn)載能力達(dá)5到6噸,。“1噸的載荷和五六噸相比,,所能做的事情肯定是不一樣的,。”李東說,,下一步進(jìn)行火星探測(cè),,“胖五”大約能將一個(gè)5噸量級(jí)的探測(cè)器送到火星上。這個(gè)探測(cè)器就不再是簡(jiǎn)單圍繞地球轉(zhuǎn)了,,而是要帶一個(gè)火星車,,直接落下去,,在火星表面巡視,。“火箭能力的反應(yīng),,不僅是說火箭能飛到哪里去,,而是取決于到哪個(gè)位置能帶的載荷重量。長五帶的載荷多了,,能做的事也更多了,�,!�
當(dāng)然,大火箭離不開大推力,。
“胖五”全箭起飛時(shí)總推力達(dá)1060噸,,主要來自8臺(tái)120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的威力到底有多大,?專家打了個(gè)形象的比喻,,120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最高壓強(qiáng)達(dá)500個(gè)大氣壓,相當(dāng)于把上海黃浦江的水打到5000米高度的青藏高原,。
熟悉航天的人知道,,我國現(xiàn)役常規(guī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)采用有毒的常溫推進(jìn)劑。推進(jìn)劑無毒化是國家航天技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì),�,!芭治濉辈捎玫囊貉鹾兔河腿紵螽a(chǎn)生的二氧化碳和水,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染,,而且成本僅為常規(guī)推進(jìn)劑的十分之一,。
從載人航天到登月探火,中國邁向深空的一大步
從“神五”到“神十一”,,我國長征二號(hào)F火箭把11名航天員送入太空,,也把中國一步步推向航天大國。
這一次,,“胖五”肩負(fù)的使命是推動(dòng)我國向航天強(qiáng)國邁進(jìn),。
“長征五號(hào)大幅度提升了中國人自主、自由進(jìn)入空間的能力,�,!崩顤|說,一切空間活動(dòng)的前提是建造火箭,。正如發(fā)展海洋事業(yè)一樣,,造不了船,一切都免談,�,!霸煲粋(gè)小帆船和一艘萬噸巨輪是截然不同的�,!�
“長征五號(hào)帶動(dòng)了整個(gè)中國新一代運(yùn)載火箭技術(shù)的發(fā)展,。”李東說,,長征七號(hào),、長征六號(hào)都是以“胖五”的核心技術(shù)衍生出來的,長征八號(hào)也正在研制中,。通過“胖五”的研制,,我國運(yùn)載火箭的基礎(chǔ)水平能力得到了提升,。
“長征五號(hào)培養(yǎng)出一批年輕的火箭研制隊(duì)伍�,!崩顤|說,,通過新一代運(yùn)載火箭的研制、歷練,,我國新一代航天人才也成長起來,。而這是中國航天最大的財(cái)富。
李東說,,航天強(qiáng)國與航天大國的區(qū)別在于,,強(qiáng)國要建空間站、登月,、探測(cè)火星,。而這些大事需要大火箭,有了大火箭,,才有了基礎(chǔ),。
下一步,“胖五”將承擔(dān)嫦娥工程的第三步任務(wù),,將探測(cè)器送入地月軌道上,,對(duì)月球的土壤和巖石采樣后,在月面起飛再飛回來,,把公斤級(jí)的標(biāo)本帶回地球,。
再下一步,“胖五”將承擔(dān)空間站艙段任務(wù)的發(fā)射,,成為建造空間站的主力,。
然后,“胖五”將承擔(dān)火星探測(cè)任務(wù),,將4.5噸級(jí)大的火星探測(cè)器送到距地球5000萬公里的火星上……
“長征五號(hào)是中國從航天大國向航天強(qiáng)國邁進(jìn)的標(biāo)志,。”李東說,。