圖表:解碼長征五號大火箭 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——解碼長征五號大火箭
新華社記者陳曦,、白國龍,、趙穎全,、周慧敏
�,。保痹拢橙胀恚笗r43分,,中國文昌航天發(fā)射場,,距離海邊約800米的發(fā)射平臺上,,長征五號運載火箭點火升空,。
這是我國新一代大型運載火箭長征五號的首次飛行任務,,也是長征家族系列運載火箭的第238次發(fā)射,。
隨著人類對于宇宙空間的不斷探索,世界主要航天強國紛紛推出新一代大型火箭,。中國現(xiàn)有運載火箭長征家族原有成員在面對未來載人空間站,、探月、探火等一系列重大工程任務,,有些心有余而力不足,。長征家族迫切需要引入一位“大塊頭”成員扛起重擔。
被親切地稱為“胖五”的長征五號火箭應運而生,,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,、運載能力最大的運載火箭,。
這一次發(fā)射,對于“胖五”來說,,有太多的創(chuàng)新和紀錄需要被銘記,。
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3.35米直徑助推器,,起飛重量約為870噸,,運載能力達到近地軌道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,,不只是簡單的數(shù)字變化,。
“30年前啟動論證,20年前開始預研,,10年前開始立項研制,。”航天科技集團一院長征五號火箭總設(shè)計師李東說,,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火箭制造工業(yè)體系都要變,包括材料,、制作工藝,、工裝、動力,、加工,、廠房等,也意味著國家工業(yè)基礎(chǔ)要跟得上,�,!凹夹g(shù)跨度太大,新技術(shù)比例幾乎到達100%,�,!�
比如,為了提升“胖五”的性能和效率,,燃料儲箱內(nèi)壁最薄的地方只有3毫米,。航天科技集團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,因為“胖五”直徑太大,,傳統(tǒng)的火車運輸已經(jīng)無法完成,,只能通過海運。與之匹配的沿海天津新一代運載火箭制造基地和中國文昌航天發(fā)射場都為此而新建,。
李東說,,研制“胖五”最早的目標是大運載能力,。實現(xiàn)大的運載能力有2個基礎(chǔ):大的結(jié)構(gòu)和大的發(fā)動機。
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,�,!凹词梗常常得字睆降幕鸺梢源钶d體積很大的衛(wèi)星,但會弄出一個很大的腦袋,,火箭外形也不好,。”李東說,。
從13.5噸到25噸,,一次能力的飛躍
2016年6月25日,,長征七號火箭發(fā)射升空,,以13.5噸近地軌道運載能力成為我國火箭運載能力之最。
4個月后,,“胖五”問世,,其近地軌道運載能力更是達到25噸。
國際上一般認定,,近地軌道10噸量級為中型火箭,,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,。“這標志著中國進入了大火箭俱樂部,�,!崩顤|說,“這個能力使未來發(fā)展有了更廣闊的空間,�,!�
“以前,中國運載火箭只有2噸運載能力時,,還不能承擔載人航天的工作,。把一個航天員送上天,,也得要一個7、8噸級的飛船,,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,才能實施空間站計劃,,因為空間站要長期有人照料,,在天上長時間生活,規(guī)�,?隙ê艽�,。”李東打了個比喻,,“這就像家里人口多了,,一個小房子住不下�,!�
目前,,我國長征三號甲火箭能將1噸多的載荷送入地火轉(zhuǎn)移軌道,而“胖五”的運載能力達5到6噸,�,!埃眹嵉妮d荷和五六噸相比,所能做的事情肯定是不一樣的,�,!崩顤|說,下一步進行火星探測,,“胖五”大約能將一個5噸量級的探測器送到火星上,。這個探測器就不再是簡單圍繞地球轉(zhuǎn)了,而是要帶一個火星車,,直接落下去,,在火星表面巡視�,!盎鸺芰Φ姆磻�,,不僅是說火箭能飛到哪里去,而是取決于到哪個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�,!�
當然,,大火箭離不開大推力,。
“胖五”全箭起飛時總推力達1060噸,主要來自8臺120噸液氧煤油發(fā)動機,。120噸液氧煤油發(fā)動機的威力到底有多大,?專家打了個形象的比喻,120噸液氧煤油發(fā)動機產(chǎn)生的最高壓強達500個大氣壓,,相當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)動機采用有毒的常溫推進劑,。推進劑無毒化是國家航天技術(shù)發(fā)展的趨勢,�,!芭治濉辈捎玫囊貉鹾兔河腿紵螽a(chǎn)生的二氧化碳和水,,不會對環(huán)境造成任何污染,而且成本僅為常規(guī)推進劑的十分之一,。
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”肩負的使命是推動我國向航天強國邁進,。
“長征五號大幅度提升了中國人自主,、自由進入空間的能力�,!崩顤|說,,一切空間活動的前提是建造火箭。正如發(fā)展海洋事業(yè)一樣,,造不了船,,一切都免談�,!霸煲粋小帆船和一艘萬噸巨輪是截然不同的,。”
“長征五號帶動了整個中國新一代運載火箭技術(shù)的發(fā)展,�,!崩顤|說,長征七號,、長征六號都是以“胖五”的核心技術(shù)衍生出來的,,長征八號也正在研制中。通過“胖五”的研制,,我國運載火箭的基礎(chǔ)水平能力得到了提升,。
“長征五號培養(yǎng)出一批年輕的火箭研制隊伍,。”李東說,,通過新一代運載火箭的研制,、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富,。
李東說,航天強國與航天大國的區(qū)別在于,,強國要建空間站,、登月、探測火星,。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”將承擔嫦娥工程的第三步任務,將探測器送入地月軌道上,,對月球的土壤和巖石采樣后,,在月面起飛再飛回來,把公斤級的標本帶回地球,。
再下一步,,“胖五”將承擔空間站艙段任務的發(fā)射,成為建造空間站的主力,。
然后,,“胖五”將承擔火星探測任務,將4.5噸級大的火星探測器送到距地球5000萬公里的火星上……
“長征五號是中國從航天大國向航天強國邁進的標志,�,!崩顤|說。