中國航天“新船”搭“新箭”首發(fā)成功！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運載火箭，搭載著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)射場順利點火升空，首飛任務(wù)取得圓滿成功。這是中國乃至亞洲火箭首次發(fā)射超過“兩萬公斤”級航天器，同時也拉開中國載人航天“第三步”任務(wù)的序幕。
邁入世界第一梯隊
中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明在發(fā)射成功后的新聞發(fā)布會上介紹稱，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，它搭載的新一代載人飛船試驗船是面向中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(jìn)行驗證。同時升空的還有柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，這是中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(jìn)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。
5日，為我國載人空間站工程研制的長征五號B運載火箭在海南文昌首飛成功，正式拉開我國載人航天工程“第三步”任務(wù)的序幕。 史悅 攝
《環(huán)球時報》記者從航天科技集團第一研究院（以下簡稱“一院”）了解到，長征五號B以長征五號運載火箭為基礎(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)。一院專家介紹稱，長征五號與長征五號B運載火箭同屬長征五號火箭系列，但它們在設(shè)計、用途等方面存在很多不同。
從外形上看，長征五號B火箭略微“矮胖”。“矮”是因為它采用一級半構(gòu)型（芯一級+助推器+整流罩），“身高”近54米，比兩級半構(gòu)型（芯一級+助推器+芯二級+整流罩）的長征五號矮了約3米。“胖”則體現(xiàn)在整流罩上。長征五號B的整流罩長度達(dá)20.5米，是我國目前最大的火箭整流罩，相比之下，長征五號的整流罩長約12.3米。之所以有這樣的不同，是因為長征五號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，需要有足夠大的載荷空間和強勁的近地軌道運載能力。據(jù)《環(huán)球時報》記者了解，它的近地軌道運載能力大于22噸，是目前中國近地軌道運載能力最大的火箭。長征五號B的首飛成功，使中國大型運載火箭的技術(shù)水平進(jìn)入世界第一梯隊，與俄羅斯“質(zhì)子-M”、美國“獵鷹-9”“德爾塔IV”、歐洲“阿麗亞娜-5”等火箭的運載能力相當(dāng)。同時，它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。
中國載人航天開始“第三步”
季啟明表示，長征五號B運載火箭成功首飛迎來載人航天工程“第三步”發(fā)展戰(zhàn)略任務(wù)的“開門紅”，拉開空間站在軌建造階段飛行任務(wù)的序幕。按計劃，中國空間站將于2022年前后完成建造。下一步將先后發(fā)射天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙，進(jìn)行空間站基本構(gòu)型的在軌組裝建造，承擔(dān)發(fā)射任務(wù)的正是長征五號B火箭。期間還規(guī)劃發(fā)射4艘神舟載人飛船和4艘天舟貨運飛船，進(jìn)行航天員乘組輪換和貨物補給。其中長征七號運載火箭負(fù)責(zé)發(fā)射天舟貨運飛船，以100%發(fā)射成功率實現(xiàn)13次完美飛行的長征二號F火箭主要負(fù)責(zé)將航天員送入空間站。
新一代載人飛船試驗船接受熱真空試驗
目前，中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，中國第三批預(yù)備航天員選拔工作也將于今年7月前后完成。
據(jù)《環(huán)球時報》記者了解，中國載人航天工程的“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略包括：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。
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)。
在發(fā)射塔上整裝待發(fā)的長征五號B火箭。史嘯 攝
據(jù)介紹，長征五號B火箭為此采用四大“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(hù)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。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“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)。三是大直徑艙箭分離。空間站艙段和長征五號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。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。長征五號B借此成為中國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。
回應(yīng)今年兩次航天發(fā)射失利
不可否認(rèn)的是，近期中國火箭遭遇連續(xù)失利讓所有關(guān)心中國航天發(fā)展的人都捏了一把汗。這次長征五號B首飛任務(wù)的成功實施打了個翻身仗。在5日的新聞發(fā)布會上，季啟明坦率回應(yīng)了今年兩次航天發(fā)射失利的情況。他介紹稱，3月16日和4月9日，中國航天發(fā)射連續(xù)兩次失利，這也再次顯示航天事業(yè)的高風(fēng)險，中國航天的“長征”永遠(yuǎn)在路上。一個多月以來，型號隊伍和航天專家同舟共濟、夜以繼日、集中會戰(zhàn)，深入開展問題復(fù)盤、原因分析、試驗驗證等歸零工作，目前兩次失利的故障定位和機理已基本明確。與此同時，有關(guān)部門在航天全線組織開展了全面質(zhì)量整頓和復(fù)核復(fù)查，對原定近期執(zhí)行的火箭發(fā)射計劃進(jìn)行了適度的調(diào)整。據(jù)季啟明介紹，作為系統(tǒng)最復(fù)雜、安全要求最高的一項航天工程，載人航天始終堅持質(zhì)量第一、安全至上。在前期開展的大量質(zhì)量安全與可靠性工作基礎(chǔ)上，針對近期出現(xiàn)的兩次發(fā)射失利，長征五號B運載火箭和任務(wù)相關(guān)系統(tǒng)迅即開展了故障剝離和舉一反三，進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量的再復(fù)查再復(fù)核再確認(rèn)，全面排查風(fēng)險和薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)一步完善方案預(yù)案，努力使失利的教訓(xùn)變成寶貴的財富。此次發(fā)射成功，不僅實現(xiàn)了空間站階段任務(wù)的首戰(zhàn)告捷，也為中國航天打了個翻身仗，為后續(xù)任務(wù)增加了更大信心。
按計劃，長征五號系列火箭今年共將執(zhí)行三次發(fā)射任務(wù)。長征五號B首飛后，長征五號將發(fā)射中國首個火星探測器，此后還計劃將嫦娥五號探測器送上月球，實現(xiàn)對月球表面的采樣返回。
作者：劉揚 姜哲
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