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长征五号:中国最强火箭来了

2019-03-04华杉

大科技·百科新说 2019年12期
关键词:胖五运输船液氧

华杉

长征系列运载火箭成比例模型展示,其中最大的火箭就是长征五号。

长征五号在技术厂房完成了装配、检查、测试等工作,在大门打开后准备从厂房转移至发射平台上。

火箭中的“大塊头”

长征五号有一个可爱的外号,叫“胖五”。胖五究竟有多大?首先,它的腰很粗,箭体直径有5米,之前火箭的箭体直径只有3.35米,而胖五身上绑着4个助推器,助推器的直径就有3.35米,“光是胖五的大长腿,都比得上传统火箭的身子骨”。长征五号的身材也很高大,高约57米,相当于20层楼的高度,像一座摩天大厦。胖五的大还体现在力气大,它可以将25吨的重物送往地球轨道,是现在大部分火箭的2.5倍,绝对算得上火箭中的“大力水手”。

为什么它要这么大呢?长征五号作为运载火箭,需要将卫星、载人飞船、航天站等送上地球轨道。假如火箭很小,装载的燃料就很少,产生的推力不足以将这些重物送上太空。

它还是枚“冰箭”

除了是个“大力水手”,长征五号还是一枚绿色环保型火箭,享有“冰箭”的名号。为什么叫“冰箭”?因为火箭的“肚子”里装有超低温燃料:液氢和液氧,而四个助推器也使用了超低温的液氧和煤油作为燃料。其中,浪氢的温度为-253摄氏度,液氧温度达-183摄氏度,几乎接近低温的极限,“冰箭”也由此得名。而超低温液体很容易挥发,所以长征五号的燃料储存箱裹了一种特制的“隔离衣”,能隔绝外界高温。

“氢氧”组合,绿色环保

以前的火箭使用的都是一些比较稳定、容易储存的燃料,但这些燃料大多有剧毒,不仅威胁装配人员的健康,还会对环境造成严重污染。比如四氧化二氮,随着残骸落到地面,与空气反应会产生有毒的二氧化氮气体。而液氢燃烧只产生水,液氧煤油也属于环保燃料,对环境来说更加友好。并且,液氢和液氧燃烧能产生巨大推力,所以它们被看作火箭燃料的“最佳组合”。

俄罗斯“联盟号”火箭的残骸散落在哈萨克斯坦草原上,其剩余的燃料有剧毒。

从月球上“抓把土”

这么强的火箭,用它来做什么呢?探月三期工程、空间站建设等任务都离不开它。探月工程有三个阶段:“绕”是一期任务,嫦娥一号执行此任务,实现了环绕月球探测;“落”是二期任务,嫦娥二号、三号、四号卫星都在月球成功着陆;“回”是三期任务,需要长征五号这个“大力水手”,将肩负重任的嫦娥五号送到月球附近,让嫦娥五号在月球上“抓”一把月球土壤带回地球,供科学家开展科学研究。

到太空中“送个舱”

空间站为太空中的宇航员提供休息、补给、实验等场所,而中国空间站又名“天宫”,主体结构由一个核心舱和两个实验舱组成。其中,核心舱负责为宇航员提供居住空间,是空间站的管理和控制中心,两个实验舱则负责空间科学实验、空间应用及技术实验等。然而这三个重要舱室的规模都在20吨以上,这种重量只有“胖五”能推得动。所以,空间站的首飞任务将由长征五号执行,预计在2020年上半年发射,往太空“快递”一个核心舱过去。

过海要有“专属坐骑”

一直以来,要将火箭送到内陆的发射场,主要靠铁路运输,但铁轨的宽度限制了火箭的最大直径——3.35米。然而,位于海南岛的文昌航天发射场通过海上运输,使火箭直径不必受轨道的限制,所以长征五号的直径达到了5米,赶上了运载火箭的国际水平。

负责护送长征五号漂洋过海的,是被称为“远望号”的两艘火箭运输船。这两艘船长130米,宽19米,排水量9080吨,抗风能力可达12级以上。由于火箭内部的设备、仪器极其复杂和精密,剧烈的摇摆可能会给箭体带来严重的影响,所以船在运输过程中要尽量保持平稳。在遇到风浪侵扰时,远望号运输船可以开启像鱼鳍一样的“减摇鳍”,通过拍打海水,获得水的反作用力,来减弱船体的摇摆,从而保证长征五号安然无恙。

远望22号火箭运输船

海上“突围战”

这么个大块头,虽然可以不受空间限制走水珞,但五天五夜的航海之旅并非一帆风顺。从天津到文昌的航线上,南来北往的商船十分密集,而火箭运输船要想从中穿行而过,不是容易的事。因为不能打扰到“胖五”的安稳,所以远望号不能像普通船只一样在距离其他船体很近时,做出大角度的转向动作,这就需要船员们始终保持警惕,尽快做出判断,提前平稳地改变航向。最终,远望号突破了重重“船只包围”,将长征五号安全护送至海南文昌。

火箭运输船航行时应尽量保持平稳,以确保火箭部件的精密性不受损坏。

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