30年磨一“箭”：中国开启深空探索时代

30年磨一“箭”：中国开启深空探索时代

长征五号将是我国新一代运载火箭的“始祖”，它不仅大幅提升了我国进入太空的能力，助推中国空间站计划成为现实，而且还是我国由航天大国向航天强国迈进的重要支撑和显著标志。

在转场方法上，现役火箭芯一级的“脚下”共有4个支撑臂，用于让火箭稳稳地“站”在“座驾”上。火箭助推器则是被芯一级“挑”着“走”，所以叫“挑担子”。而长征5号火箭在转场时，有12个支撑臂，但它们是被平均分布在4个助推器的“脚下”，因此是4个助推器“抬”着芯一级走，所以很像“抬轿子”，“走”得更稳

11月3日，伴随着发动机的轰鸣声，长征五号运载火箭拖着长长的尾焰照亮夜空，直刺苍穹，中国航天人开启了“新长征”历程。长征五号首飞成功，对我们来说有多重要呢？

30年打造“亚洲巨无霸”

在“长征”系列运载火箭大家族中，长征五号由于体格大、力气大、难度大，又被称为“大火箭”，是目前亚洲第一重型火箭。

虽然以“长征”命名，但长征五号与此前的长征火箭有很大不同。最近几十年，世界主要航天强国纷纷推出新一代大型运载火箭，如欧洲的阿里安5、美国的德尔塔4和宇宙神5等。新一代运载火箭立足军民用航天发射，不仅运载能力有了很大的提高，还应用了更先进的技术和设计。为了满足未来我国重大航天工程任务的需求，2006年10月，我国立项开始研制长征5号新一代大型运载火箭。从2006年立项至今，长征五号冲刺了10年。许多人不知道的是，从提出论证到如今，长征五号整整走了30年，可谓30年磨一“箭”。

仅就火箭捆绑结构而言，由于长征五号火箭芯级推力每个捆绑点高达330吨，比以往的中型火箭增加了3倍多，这就意味着大火箭必须采取全新的设计。在没有任何经验可以借鉴的情况下，航天科技集团一院的设计人员，进行了上千次的结构模型分析和优化，历时数年终于完成了“大推力捆绑结构设计”，实现了我国火箭结构设计史上的重大突破。

据悉，长征五号全箭采用了247项核心关键新技术，新技术比例几乎达到100%。而国际上研制新型火箭，包括卫星和飞船，采用新技术的比例一般不超过30%。以往“长征”火箭使用零部件最多几万个，而长征5号火箭使用的零部件达十几万个，其设计量是以往“长征”火箭的3.5倍以上。

一组数据见证了长征五号诞生的艰难：

据统计，长征五号总的研制项目达到800余项，科研人员累计开展试验1289项，各种地面试验总计超过2万余次，生产各类单机1万8千多台，仅电气系统的元器件就有11万个，是长征二号、长征三号两型火箭元器件总和的1.5倍。“长征五号一个助推器所需要分析的动力学特性参数，几乎是过去一枚火箭的工作量。”航天科技集团某所试验主管王鹏辉说。

火箭男神又“冷峻”又“有力”

从外形上看，长征五号身高大约57米，相当于20层楼高，净重也有近百吨。与现役火箭最大直径为3.35米相比，长征五号直径达到5米，因为腰身更粗，所以绰号叫“胖五”。据悉，其体格之所以粗壮是为了容纳更多的推进剂，产生更大推力。这样也可以减少火箭的级数，从而减少火箭的分离次数，提高火箭的可靠性。

“胖五”还首次使用无毒无污染的液氢/液氧与液氧/煤油发动机组合起飞方案，上装有3种共12台新型大推力低温发动机和充足的燃料，所以动力十分强劲。其起飞推力超过1000吨，使我国进入空间能力一下提升了2.5倍以上，越过了国际上大型运载火箭低轨道运载能力20吨、高轨道运载能力10吨的“门槛”，有些技术指标还超过美欧等世界主力大型火箭。

作为大火箭，“胖五”的“蒙皮”厚度仅有0.3毫米。如果把火箭比作一个成年人，把壳体比作成年人的外衣，那么这层外衣真的是“薄如蝉翼”。对此，设计人员表示，火箭壳体薄了，整个火箭的重量就减轻了，既能保证有效承载，也让火箭飞行得更完美。

“胖五”不仅“大”，而且“冷”。不同于目前使用化学燃料的常规火箭，它采用液氢液氧作为推进剂，其燃烧产物是水，对环境不会造成污染。在其身体里，90%是零下252℃的液氢和零下183℃的液氧，这已经接近低温的极限，“冰箭”一名也正是来源于此。这些超低温的液态推进剂分别贮藏在巨大的箭体贮箱之中，通过内部加压输送给发动机。但“胖五”的外表面温度依然可以一直保持在0℃以上，这是因为火箭的贮箱外都穿着一层“防寒服”，让火箭内部的仪器、设备、电缆等正常工作。这也标志着我国在运载火箭的可靠性、安全性、适应性及环境友好性方面又上了一个新台阶。

中国航天史将从此刻划分成两段

在我国运载火箭升级换代中，长征五号究竟扮演什么样的角色？

“就像长征二号是现役火箭系列的‘始祖’，长征五号将是我国新一代运载火箭的‘始祖’。”中国工程院院士龙乐豪说：“这两种型号都是划时代的奠基之作。”

当年，长征二号研制成功后，中国航天人以这个型号为基础，开发了长征二号系列、长征三号系列和长征四号系列运载火箭。

如今，长征五号接过“接力棒”，将担负起引领我国无毒无污染新一代运载火箭系列化型谱化的重任。此前，已经成功完成首飞的长征六号、长征七号运载火箭，均是由长征五号研发技术延伸出来的“缩小版”型号。未来，科研人员还将根据长征五号的技术基础，开发出新一代的长征系列大火箭，包括未来载人登月用的重型火箭，都将以长征五号为研发原型。

长征二号为中国近半个世纪的航天成就奠定了基础。龙乐豪院士预测：“接下来半个世纪的深空探索时代，长征家族也许就靠长征五号来奠基了。”

长征五号研制成功，大幅提升了我国进入太空的能力，是我国由航天大国向航天强国迈进的重要支撑和显著标志。不久的将来，长征五号将陆续运载新型月球探测器、火星探测器进入太空，中国空间站计划也将在长征五号的助推下成为现实。

作为中国大运载时代的“开拓者”、深空探测的“主力军”，长征五号开启的未来将会更加精彩。中国工程院院士栾恩杰设想：有了大火箭，中国将来还可以建设太空望远镜、太空发电站等设施。长征五号执行“一箭多星”式发射任务的能力更强，未来构建全球定位系统、全球通信系统等，所花费的时间将大幅缩短。他将长征五号的后续研发比作中国航天人的新“长征”：“我们只是跨进了大运载时代的门槛，前面还有很长的路要走。但中国航天人只要进了门槛，就会一直往前走，永不言退！”

（《解放军报》2016.11.3、《科技日报》2016.11.4等）