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中国近地轨道最强火箭首飞成功 揭秘长五B火箭四大“黑科技”

信息来源:上海群睿信息科技有限公司    发布时间:2020-05-06    点击数:

据中国载人航天工程办公室消息,2020年5月5日,为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭,搭载着新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱,在文昌航天发射场顺利点火升空,首飞任务取得圆满成功。这是中国乃至亚洲火箭首次发射超过“两万公斤”级航天器,同时也拉开中国载人航天“第三步”任务的序幕。

迈入世界第一梯队

中国载人航天工程办公室主任助理季启明在发射成功后的新闻发布会上介绍称,长征五号B遥一火箭已将载荷组合体准确送入预定轨道,它搭载的新一代载人飞船试验船是面向中国空间站运营及未来载人探月需求而研发的新一代天地往返运输器,本次任务将对飞船高速再入返回的防热、控制、群伞回收及部分重复使用等关键技术进行验证。同时升空的还有柔性充气式货物返回舱试验舱,这是中国新型空间运输飞行器的试验器,本次任务将对充气展开式返回飞行器轨道再入关键技术进行验证。按照飞行程序,试验舱和试验船完成在轨试验后,计划分别于5月6日和8日返回东风着陆场。

《环球时报》记者从航天科技集团第一研究院(以下简称“一院”)了解到,长征五号B以长征五号运载火箭为基础改进研制而成,主要承担我国空间站舱段等重大航天发射任务。一院专家介绍称,长征五号与长征五号B运载火箭同属长征五号火箭系列,但它们在设计、用途等方面存在很多不同。

从外形上看,长征五号B火箭略微“矮胖”。“矮”是因为它采用一级半构型(芯一级+助推器+整流罩),“身高”近54米,比两级半构型(芯一级+助推器+芯二级+整流罩)的长征五号矮了约3米。“胖”则体现在整流罩上。长征五号B的整流罩长度达20.5米,是我国目前最大的火箭整流罩,相比之下,长征五号的整流罩长约12.3米。之所以有这样的不同,是因为长征五号B主要用于发射近地轨道的大型卫星及飞船,例如载人空间站的核心舱和实验舱等,需要有足够大的载荷空间和强劲的近地轨道运载能力。据《环球时报》记者了解,它的近地轨道运载能力大于22吨,是目前中国近地轨道运载能力最大的火箭。长征五号B的首飞成功,使中国大型运载火箭的技术水平进入世界第一梯队,与俄罗斯“质子-M”、美国“猎鹰-9”“德尔塔IV”、欧洲“阿丽亚娜-5”等火箭的运载能力相当。同时,它也是我国新一代运载火箭系列化发展的代表,将为后续重型运载火箭的研制提供重要技术积累。

中国载人航天开始“第三步”

季启明表示,长征五号B运载火箭成功首飞迎来载人航天工程“第三步”发展战略任务的“开门红”,拉开空间站在轨建造阶段飞行任务的序幕。按计划,中国空间站将于2022年前后完成建造。下一步将先后发射天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱,进行空间站基本构型的在轨组装建造,承担发射任务的正是长征五号B火箭。期间还规划发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船,进行航天员乘组轮换和货物补给。其中长征七号运载火箭负责发射天舟货运飞船,以100%发射成功率实现13次完美飞行的长征二号F火箭主要负责将航天员送入空间站。

据介绍,长征五号B火箭为此采用四大“黑科技”。一是超大整流罩。整流罩是运载火箭的重要组成部分,用于保护卫星或其他有效载荷免受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响。二是“零窗口”发射。作为未来发射空间站核心舱和实验舱的火箭,空间交会对接任务对长征五号B火箭提出“零窗口”发射需求,发射时间精度误差要控制在1秒以内。三是大直径舱箭分离。空间站舱段和长征五号B火箭的连接接口直径超过4米,“乘客”和火箭的分离不是“下车”那么简单,需要考虑可靠性、冲击环境等多个方面的因素,既要确保安全分离,又要尽量将分离过程中出现的冲击环境等不利影响降到最低。四是大推力直接入轨。作为一级半构型的火箭,长征五号B没有单独的调姿和末速修正系统,而是利用一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道。长征五号B借此成为中国第一型只靠助推器及一级飞行就能实现有效载荷精确入轨的火箭。

回应今年两次航天发射失利

不可否认的是,近期中国火箭遭遇连续失利让所有关心中国航天发展的人都捏了一把汗。这次长征五号B首飞任务的成功实施打了个翻身仗。在5日的新闻发布会上,季启明坦率回应了今年两次航天发射失利的情况。他介绍称,3月16日和4月9日,中国航天发射连续两次失利,这也再次显示航天事业的高风险,中国航天的“长征”永远在路上。一个多月以来,型号队伍和航天专家同舟共济、夜以继日、集中会战,深入开展问题复盘、原因分析、试验验证等归零工作,目前两次失利的故障定位和机理已基本明确。与此同时,有关部门在航天全线组织开展了全面质量整顿和复核复查,对原定近期执行的火箭发射计划进行了适度的调整。据季启明介绍,作为系统最复杂、安全要求最高的一项航天工程,载人航天始终坚持质量第一、安全至上。在前期开展的大量质量安全与可靠性工作基础上,针对近期出现的两次发射失利,长征五号B运载火箭和任务相关系统迅即开展了故障剥离和举一反三,进行技术状态和产品质量的再复查再复核再确认,全面排查风险和薄弱环节,进一步完善方案预案,努力使失利的教训变成宝贵的财富。此次发射成功,不仅实现了空间站阶段任务的首战告捷,也为中国航天打了个翻身仗,为后续任务增加了更大信心。

按计划,长征五号系列火箭今年共将执行三次发射任务。长征五号B首飞后,长征五号将发射中国首个火星探测器,此后还计划将嫦娥五号探测器送上月球,实现对月球表面的采样返回。


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