長征五號(hào)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(hào)B（以下簡(jiǎn)稱“長五B”）運(yùn)載火箭，搭載新一代載人飛船試驗(yàn)船和柔性充氣式貨物返回艙試驗(yàn)艙，在文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)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(shí)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(jìn)一步奠定“胖五”家族在世界現(xiàn)役火箭第一梯隊(duì)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(jìn)入世界第一梯隊(duì)

在5日晚的發(fā)布會(huì)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(hào)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(yàn)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(yàn)船、柔性充氣式貨物返回艙試驗(yàn)艙，以及10余項(xiàng)實(shí)驗(yàn)載荷。其中，新一代載人飛船試驗(yàn)船，是面向我國空間站運(yùn)營及未來載人探月需求而研發(fā)的新一代天地往返運(yùn)輸器，本次任務(wù)將對(duì)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(jìn)行驗(yàn)證；柔性充氣式貨物返回艙試驗(yàn)艙，是我國新型空間運(yùn)輸飛行器的試驗(yàn)器，本次任務(wù)將對(duì)充氣展開式返回飛行器軌道再入關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。按照飛行程序，試驗(yàn)艙和試驗(yàn)船完成在軌試驗(yàn)后，計(jì)劃分別于5月6日和8日返回東風(fēng)著陸場(chǎng)。

《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者從長五B抓總研制單位航天科技集團(tuán)第一研究院（以下簡(jiǎn)稱“一院”）了解到，長五B以長征五號(hào)運(yùn)載火箭為基礎(chǔ)改進(jìn)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(hào)運(yùn)載火箭與長征五號(hào)B運(yùn)載火箭同屬長征五號(hào)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(dòng)機(jī)技術(shù)、大推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、大型活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)技術(shù)、系統(tǒng)級(jí)冗余控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，但兩型火箭在設(shè)計(jì)、用途等方面存在很多不同。 從構(gòu)型上看，長征五號(hào)運(yùn)載火箭采用兩級(jí)半構(gòu)型，由芯一級(jí)+助推器+芯二級(jí)+整流罩組成；長征五號(hào)B運(yùn)載火箭采用一級(jí)半構(gòu)型，由芯一級(jí)+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(jí)直徑都是5米，但個(gè)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(hào)的整流罩長度大約12.3米，而長征五號(hào)B火箭的整流罩長度達(dá)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(hào)一般用于發(fā)射高軌道的大型衛(wèi)星以及各類深空探測(cè)器，例如實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星、嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器、火星探測(cè)器等；長征五號(hào)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(shí)驗(yàn)艙等。 從運(yùn)載能力上看，長征五號(hào)火箭地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GT0）運(yùn)載能力約為14噸，長征五號(hào)B火箭近地軌道（LEO）運(yùn)載能力約為22噸。

據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，此前，我國近地軌道運(yùn)載能力約為14噸（長征七號(hào)）。 長五B首飛成功，使我國大型運(yùn)載火箭的技術(shù)水平進(jìn)入世界第一梯隊(duì)，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(yùn)載能力相當(dāng)。同時(shí)，長五B也是我國新一代運(yùn)載火箭系列化發(fā)展的代表，將為后續(xù)重型運(yùn)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(hào)B運(yùn)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(shí)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(shí)驗(yàn)艙發(fā)射奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。按計(jì)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(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，進(jìn)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(yùn)飛船，進(jìn)行航天員乘組輪換和貨物補(bǔ)給。目前，我國空間站核心艙已完成正樣產(chǎn)品總裝，問天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)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(shí)施：第一步，發(fā)射載人飛船，建成初步配套的試驗(yàn)性載人飛船工程，開展空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；第二步，突破航天員出艙活動(dòng)技術(shù)、空間飛行器的交會(huì)對(duì)接技術(shù)，發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)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(hào)B運(yùn)載火箭總指揮王玨介紹，從立項(xiàng)到首飛，長征五號(hào)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(yùn)載火箭， 長五B首飛成功，標(biāo)志著空間站工程建設(shè)進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段”。

長征五號(hào)火箭總設(shè)計(jì)師李東表示，長征五號(hào)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(xiàng)是為滿足空間站艙段需要所獨(dú)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(shí)施，長五B采用四大“黑科技”。一是超大整流罩。整流罩是運(yùn)載火箭的重要組成部分，用于保護(hù)衛(wèi)星或其他有效載荷免受氣動(dòng)力、氣動(dòng)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(dá)到20.5米、直徑5.2米。為改善氣動(dòng)特性，長征五號(hào)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(gè)技術(shù)難點(diǎn)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(shí)驗(yàn)艙的火箭，空間交會(huì)對(duì)接任務(wù)對(duì)長征五號(hào)B火箭提出了“零窗口”發(fā)射需求，發(fā)射時(shí)間精度誤差要控制在1秒以內(nèi)。雖然不是第一型實(shí)施“零窗口”發(fā)射的火箭，但作為采用液氫、液氧等低溫推進(jìn)劑的“冰箭”，長征五號(hào)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(yùn)載火箭“零窗口”發(fā)射的先河。三是大直徑艙箭分離。空間站艙段和長征五號(hào)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(jiǎn)單，需要考慮可靠性、沖擊環(huán)境等多個(gè)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(hào)B研制團(tuán)隊(duì)圍繞降低和改善沖擊環(huán)境開展了專題攻關(guān)，對(duì)多種降沖擊方案進(jìn)行比較和試驗(yàn)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(jí)半構(gòu)型的火箭，長征五號(hào)B沒有單獨(dú)的調(diào)姿和末速修正系統(tǒng)，而是利用一級(jí)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(shí)驗(yàn)、半實(shí)物仿真試驗(yàn)等考核評(píng)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(yàn)證，長五B成為第一型只靠助推器及一級(jí)飛行就能實(shí)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(hào)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(gè)空間實(shí)驗(yàn)室送入太空的長征二號(hào)F；貨運(yùn)飛船“專屬列車”長征七號(hào)；空間站建設(shè)的核心骨干長征五號(hào)B。后續(xù)任務(wù)中，長征五號(hào)B主要完成載人空間站核心艙及兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙的發(fā)射任務(wù)；長征七號(hào)運(yùn)載火箭主要用于發(fā)射“天舟”貨運(yùn)飛船，為空間站和航天員運(yùn)送物資；長征二號(hào)F主要負(fù)責(zé)將航天員送入空間站?！叭率俊睂y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(tái)。

根據(jù)計(jì)劃安排，2020年，長征五號(hào)系列火箭將執(zhí)行3次發(fā)射任務(wù)。在長征五號(hào)B首飛后，長征五號(hào)遙四火箭將發(fā)射我國首個(gè)火星探測(cè)器；長征五號(hào)火箭還將迎來第五次發(fā)射，將嫦娥五號(hào)月球探測(cè)器送上月球，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yàn)驗(yàn)證。完成技術(shù)方案驗(yàn)證后，長征五號(hào)B遙二至遙四任務(wù)將先后完成空間站3個(gè)艙段的發(fā)射任務(wù)。

環(huán)球時(shí)報(bào)-環(huán)球網(wǎng)報(bào)道記者 劉揚(yáng) 特約記者 姜哲

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