長征五號B發(fā)射成功意義有多大

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，2020年5月5日，為我國載人空間站工程研制的長征五號B（以下簡稱“長五B”）運載火箭，搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，在文昌航天發(fā)射場點火升空將載荷組合體成功送入預(yù)定軌道，首飛任務(wù)取得圓滿成功，實現(xiàn)空間站階段飛行任務(wù)首戰(zhàn)告捷，拉開我國載人航天工程“第三步”任務(wù)序幕。這是中國乃至亞洲火箭首次發(fā)射超過“兩萬公斤”的航天器，進一步奠定“胖五”家族在世界現(xiàn)役火箭第一梯隊中的地位。那么，長五B與它的大哥長五有哪些不同？它們后續(xù)又將如何分工呢？

中國進入世界第一梯隊

在5日晚的發(fā)布會上，中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明介紹稱，長征五號B遙一火箭已將載荷組合體準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道。此次飛行任務(wù)，驗證了火箭方案的正確性，考核了火箭的功能性能。為充分發(fā)揮首飛任務(wù)的綜合效益，火箭搭載了新一代載人飛船試驗船、柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，以及10余項實驗載荷。其中，新一代載人飛船試驗船，是面向我國空間站運營及未來載人探月需求而研發(fā)的新一代天地往返運輸器，本次任務(wù)將對飛船高速再入返回的防熱、控制、群傘回收及部分重復(fù)使用等關(guān)鍵技術(shù)進行驗證；柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，是我國新型空間運輸飛行器的試驗器，本次任務(wù)將對充氣展開式返回飛行器軌道再入關(guān)鍵技術(shù)進行驗證。按照飛行程序，試驗艙和試驗船完成在軌試驗后，計劃分別于5月6日和8日返回東風(fēng)著陸場。

《環(huán)球時報》記者從長五B抓總研制單位航天科技集團第一研究院（以下簡稱“一院”）了解到，長五B以長征五號運載火箭為基礎(chǔ)改進研制而成，主要承擔(dān)我國空間站艙段等重大航天發(fā)射任務(wù)。那長五B和長五相比，有哪些異同呢？

史悅、呂炳宏 攝

據(jù)一院專家介紹，長征五號運載火箭與長征五號B運載火箭同屬長征五號火箭系列，兩型火箭共享5米大直徑箭體結(jié)構(gòu)研制、大推力液氧液氫發(fā)動機技術(shù)、大推力液氧煤油發(fā)動機技術(shù)、大型活動發(fā)射平臺技術(shù)、系統(tǒng)級冗余控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，但兩型火箭在設(shè)計、用途等方面存在很多不同。 從構(gòu)型上看，長征五號運載火箭采用兩級半構(gòu)型，由芯一級+助推器+芯二級+整流罩組成；長征五號B運載火箭采用一級半構(gòu)型，由芯一級+助推器+整流罩組成。 從外觀上看，長五B火箭“身高”近54米，相當(dāng)于18層樓高，近850噸重。長五B與大哥長五比芯級直徑都是5米，但個頭矮了約3米，“體重”輕了約20噸。兩者最大區(qū)別在于整流罩，長征五號的整流罩長度大約12.3米，而長征五號B火箭的整流罩長度達到20.5米，是我國目前最大的火箭整流罩。 從用途上看，長征五號一般用于發(fā)射高軌道的大型衛(wèi)星以及各類深空探測器，例如實踐二十號衛(wèi)星、嫦娥五號月球探測器、火星探測器等；長征五號B主要用于發(fā)射近地軌道的大型衛(wèi)星及飛船，例如載人空間站的核心艙和實驗艙等。 從運載能力上看，長征五號火箭地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GT0）運載能力約為14噸，長征五號B火箭近地軌道（LEO）運載能力約為22噸。

據(jù)《環(huán)球時報》記者了解，此前，我國近地軌道運載能力約為14噸（長征七號）。 長五B首飛成功，使我國大型運載火箭的技術(shù)水平進入世界第一梯隊，與俄羅斯“質(zhì)子-M”火箭、美國“獵鷹-9”火箭、“德爾塔IV”火箭、歐洲“阿麗亞娜-5”火箭的運載能力相當(dāng)。同時，長五B也是我國新一代運載火箭系列化發(fā)展的代表，將為后續(xù)重型運載火箭的研制提供重要技術(shù)積累。

中國空間站建設(shè)拉開帷幕

季啟明表示，長征五號B運載火箭首飛任務(wù)的圓滿成功，迎來了載人航天工程“第三步”發(fā)展戰(zhàn)略任務(wù)實施的“開門紅”，拉開了空間站在軌建造階段飛行任務(wù)的序幕，為后續(xù)空間站核心艙、實驗艙發(fā)射奠定了堅實基礎(chǔ)。按計劃，我國空間站將于2022年前后完成建造，一共規(guī)劃12次飛行任務(wù)。此次任務(wù)后，將先后發(fā)射天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙，進行空間站基本構(gòu)型的在軌組裝建造；期間，規(guī)劃發(fā)射4艘神舟載人飛船和4艘天舟貨運飛船，進行航天員乘組輪換和貨物補給。目前，我國空間站核心艙已完成正樣產(chǎn)品總裝，問天實驗艙和夢天實驗艙正在開展初樣研制；空間科學(xué)應(yīng)用載荷已陸續(xù)轉(zhuǎn)入正樣研制，執(zhí)行空間站建造階段四次飛行任務(wù)的航天員乘組已經(jīng)選定，正在開展任務(wù)訓(xùn)練。此外，我國第三批預(yù)備航天員選拔工作也將于今年7月前后完成。

我國載人航天工程按“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略實施：第一步，發(fā)射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應(yīng)用實驗；第二步，突破航天員出艙活動技術(shù)、空間飛行器的交會對接技術(shù)，發(fā)射空間實驗室，解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題；第三步，建造空間站，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。據(jù)長征五號B運載火箭總指揮王玨介紹，從立項到首飛，長征五號B火箭經(jīng)歷了近十年的研制歷程，“作為專為載人航天工程空間站建設(shè)而研制的一型新型運載火箭， 長五B首飛成功，標(biāo)志著空間站工程建設(shè)進入實質(zhì)階段”。

長征五號火箭總設(shè)計師李東表示，長征五號B火箭研制期間，突破了低溫火箭“零窗口”發(fā)射技術(shù)、大直徑艙箭分離技術(shù)、大推力直接入軌技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)，其中多項是為滿足空間站艙段需要所獨有的技術(shù)。

史悅、呂炳宏 攝

為保證未來空間站建設(shè)順利實施，長五B采用四大“黑科技”。一是超大整流罩。整流罩是運載火箭的重要組成部分，用于保護衛(wèi)星或其他有效載荷免受氣動力、氣動加熱及聲振等有害環(huán)境的影響。長五B擁有目前我國最長、最大的整流罩，整流罩長度達到20.5米、直徑5.2米。為改善氣動特性，長征五號B整流罩采用流線型的馮×卡門曲線外形，可以更好地減小空氣阻力，減輕載荷影響。另一個技術(shù)難點在于如何做到安全可靠的分離。經(jīng)過多方案比較，最終確定了采用旋轉(zhuǎn)式分離方案。二是“零窗口”發(fā)射。作為未來發(fā)射空間站核心艙和實驗艙的火箭，空間交會對接任務(wù)對長征五號B火箭提出了“零窗口”發(fā)射需求，發(fā)射時間精度誤差要控制在1秒以內(nèi)。雖然不是第一型實施“零窗口”發(fā)射的火箭，但作為采用液氫、液氧等低溫推進劑的“冰箭”，長征五號B火箭的“零窗口”發(fā)射有著更高的技術(shù)含量和更大的技術(shù)難度，也開創(chuàng)了新一代運載火箭“零窗口”發(fā)射的先河。三是大直徑艙箭分離?？臻g站艙段和長征五號B火箭的連接接口直徑超過4米，“乘客”和火箭的分離不是“下車”那么簡單，需要考慮可靠性、沖擊環(huán)境等多個方面的因素，既要確保安全分離，又要盡量將分離過程中出現(xiàn)的沖擊環(huán)境等不利影響降到最低。長征五號B研制團隊圍繞降低和改善沖擊環(huán)境開展了專題攻關(guān)，對多種降沖擊方案進行比較和試驗后，采用了“隔沖框＋阻尼盒”的降沖擊方案，并應(yīng)用了“顆粒阻尼技術(shù)”。四是大推力直接入軌。作為一級半構(gòu)型的火箭，長征五號B沒有單獨的調(diào)姿和末速修正系統(tǒng)，而是利用一級火箭直接將有效載荷送入預(yù)定軌道。經(jīng)過仿真分析、系統(tǒng)綜合實驗、半實物仿真試驗等考核評估，大推力直接入軌精度控制和分離安全控制技術(shù)的有效性得到了驗證，長五B成為第一型只靠助推器及一級飛行就能實現(xiàn)有效載荷精確入軌的火箭。

長五家族后續(xù)任務(wù)值得期待

長征五號B首飛成功后，參與我國載人航天工程建設(shè)的長征火箭“三勇士”已經(jīng)全部亮相，它們分別是以13次完美飛行，100%發(fā)射成功率，將5艘無人飛船、6艘載人飛船、2個空間實驗室送入太空的長征二號F；貨運飛船“專屬列車”長征七號；空間站建設(shè)的核心骨干長征五號B。后續(xù)任務(wù)中，長征五號B主要完成載人空間站核心艙及兩個實驗艙的發(fā)射任務(wù)；長征七號運載火箭主要用于發(fā)射“天舟”貨運飛船，為空間站和航天員運送物資；長征二號F主要負責(zé)將航天員送入空間站。“三勇士”將攜手合作，助力我國空間站早日建成，為中國航天搭建更廣闊的舞臺。

根據(jù)計劃安排，2020年，長征五號系列火箭將執(zhí)行3次發(fā)射任務(wù)。在長征五號B首飛后，長征五號遙四火箭將發(fā)射我國首個火星探測器；長征五號火箭還將迎來第五次發(fā)射，將嫦娥五號月球探測器送上月球，實現(xiàn)對月球表面的采樣返回。長五B首飛任務(wù)將搭載新一代載人飛船開展試驗驗證。完成技術(shù)方案驗證后，長征五號B遙二至遙四任務(wù)將先后完成空間站3個艙段的發(fā)射任務(wù)。

環(huán)球時報-環(huán)球網(wǎng)報道記者 劉揚 特約記者 姜哲

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