首飞成功

“点火！”随着发射现场01号指挥员一声令下，文昌航天发射场1号塔架上的大火箭发出震天撼地般的轰鸣，随即腾空而起，直奔苍穹。

5月5日18时整，长征五号B运载火箭搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱，从文昌航天发射场起飞，将所搭载航天器精准送入预定轨道。

长征五号B运载火箭（以下简称长五B火箭）首飞任务圆满成功，迎来了空间站在轨建造阶段飞行任务的“开门红”，拉开了我国载人航天工程“第三步”任务序幕，也为后续空间站核心舱、实验舱发射奠定了坚实基础。

空间站建造进入实质阶段

长五B火箭是为我国载人空间站工程研制的，它的首飞对后续空间站建造来说至关重要。

自2011年长五B火箭正式立项，可以说经历了“十年磨一箭”的艰辛历程。而此次首飞成功，全面验证了火箭总体和各系统方案设计的正确性、协调性，突破了大尺寸整流罩分离技术、大直径舱箭连接分离技术、大推力直接入轨偏差精确控制技术等新技术，为我国空间站工程的顺利实施打下了基础。

长五B火箭发射“主场”选在文昌航天发射场。长五B火箭在2月5日运抵文昌发射场后，参加了两个重要任务，第一个是发射场合练，第二个就是首飞任务。

专家介绍，发射场合练非常重要，是完全按照正式发射状态进行模拟演练，只是不会真正执行最终的点火指令。通过合练，可以全面验证空间站核心舱与运载火箭、发射场等系统之间的配合，为之后的空间站建造任务打基础。在合练阶段，发射场、运载火箭、空间站核心舱、航天员、空间应用等系统参加。长五B火箭在发射场完成了与空间站核心舱初样产品的合练，验证了火箭与核心舱的电气、机械接口，演练了核心舱发射流程。

长五B火箭总设计师李东在指挥大厅工作现场。图片| 中国航天报

“胖五”也就是长征五号火箭的几次发射，为长五B火箭积累了丰富的经验。不过长五B火箭属于首飞，有一定风险，也需要适应发射环境。比如要考虑发射区高温高湿及盐雾环境对火箭产品的影响等。

“從1月18日合练载荷空间站核心舱进场，到成功实施发射，时间跨度长达109天。”文昌航天发射场测发系统专家王光义说，在此期间，发射场系统组织完成了火箭技术区测试、航天器测试保障等一系列工作，为发射任务圆满成功提供支撑。

“长五B火箭的首飞成功，标志着空间站工程建设进入了实质阶段。”中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院长征五号B运载火箭总指挥王珏说，除了本次首飞，后续我国空间站的核心舱、实验舱Ⅰ、实验舱Ⅱ等3个舱段都将由长五B火箭送入轨道。

至此，发射载人飞船的长征二号F运载火箭、发射货运飞船的长征七号运载火箭和长五B火箭，将共同构成我国空间站的天地往返运输系统。

“黑科技”助运载能力提升

长五B火箭代表着目前我国运载火箭技术的最高水平。它由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制。长五B火箭的发射成功，进一步奠定了长征五号系列火箭运载能力在世界现役火箭第一梯队中的地位。

尽管长五B火箭与长征五号运载火箭同属长征五号系列，且是在后者基础上改进研制的，但两型火箭在设计、用途等方面存在很多不同。

外形上，长五B火箭比长五“矮”约3米，轻约20吨。长五B火箭的“头部”即整流罩比长征五号整流罩长了近8米。从构型上看，长征五号运载火箭采用两级半构型，长五B火箭采用一级半构型。

长征五号B运载火箭全身。图片| 中国航天报

长征五号B运载火箭飞天瞬间。图片| 中国航天报

两者使命也不同。长征五号运载火箭飞得远，擅长跑长途，主要用于发射高轨大型卫星以及各类深空探测器，如嫦娥五号月球探测器、火星探测器等;长五B火箭属短距离冲刺，主要用于发射近地轨道的大型航天器及舱段，例如空间站的核心舱和实验舱等。

长五B火箭研制过程中进行了多项技术攻关和创新，掌握了一批“黑科技”：

一是超大整流罩研制。

整流罩是运载火箭的重要组成部分，用于保护卫星或其他有效载荷免受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响。长征五号B火箭拥有目前我国最长最大的整流罩，整流罩长度达到20.5米、直径5.2米，相当于六层楼的高度，如此宽敞的空间，也是为了发射空间站核心舱和实验舱而量身打造的。

据了解，为了改善气动特性，长征五号B火箭整流罩采用流线型的冯·卡门曲线外形，可以更好地减小空气阻力，减轻载荷影响。冯·卡门曲线是一种非线性曲线，按照冯·卡门曲线制造的整流罩展开之后并不是一个平面，而是立体的，制造难度高于锥形整流罩。

二是验证“零窗口”发射技术。

“零窗口”是指发射时间范围为零的发射窗口，也就是要求火箭必须分秒不差地点火升空，在发射天宫一号及北斗导航卫星时都曾经实施过“零窗口”发射。

作为未来发射空间站核心舱和实验舱的火箭，空间站交会对接任务对长征五号B火箭提出了“零窗口”发射的需求，发射时间精度误差要控制在1秒以内。虽然不是第一型实施“零窗口”发射的火箭，但作为采用液氢、液氧等低温推进剂的“冰箭”，长征五号B火箭的“零窗口”发射有着更高的技术含量和更大的技术难度，也开创了新一代运载火箭“零窗口”发射的先河。

长征五号B运载火箭总设计师李东介绍，研制团队从系统发射可靠性提升和发射流程优化两个方面开展了工作。通过开展可靠性试验和分析工作，实现了关键系统可靠性提升;通过射前流程优化，进一步提高了各系统对于“零窗口”发射的适应性。

三是大直径舱箭分离。

空间站舱段和长征五号B火箭的连接接口直径超过4米，“乘客”和火箭的分离不是“下车”那么简单，需要考虑可靠性、冲击环境等多个方面的因素，既要确保安全分离，又要尽量将分离过程中出现的冲击环境等不利影响降到最低，形象一点说，要像把婴儿抱出婴儿车那般轻柔、谨慎地完成空间站舱段与火箭的分离。

长征五号B火箭研制团队围绕降低和改善冲击环境开展了专题攻关，对多种降冲击方案进行比较和试验后，采用了“隔冲框+阻尼盒”的降冲击方案，并应用了“颗粒阻尼技术”。

“颗粒阻尼技术”是一种新型振动被动控制技术，通过颗粒体和阻尼器构成一个耦合、封闭的非线性系统，依靠摩擦和非弹性碰撞，迅速地耗散动能，实现减振降噪的效果。经过试验验证，舱箭分离界面的分离得到有效改善，空间站舱段可以在“下车”过程中感受到火箭的“温柔”。

四是大推力直接入轨。

作为一级半构型的火箭，长征五号B火箭没有单独的调姿和末速修正系统，而是利用一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道。在一级发动机关机时，约140吨的推力在几秒钟之内消失，相当于一列高速行驶的火车突然“刹车”，还要稳稳停靠在指定位置。

为了满足入轨精度、分离安全等方面的更高要求，研制团队开展了入轨姿态控制、入轨精度控制、分离安全控制等方面的技术攻关。

李东介绍，通过采用姿态控制增益优化和复合制导方法，提高了火箭姿态控制精度，降低了制导误差对精度的影响，使火箭在分离时处于最佳“姿态”和最准位置。同时，设置了两枚离轨火箭，使火箭一级箭体可以及时避开空间站舱段的轨道面，提高了舱箭分离的安全裕度。

由此，长征五号B火箭成为第一型只靠助推及一级飞行就能实现有效载荷精确入轨的火箭。

整流罩转运现场。图片| 中国航天报

按计划，我国空间站将在2022年前后建成，可望在近地轨道在轨飞行10年以上，支持开展大规模的空间科学实验、技术试验和空间应用等活动，成为国家级的太空科学实验室。

后续将发射核心舱和实验舱

伴随长五B火箭首飞成功，新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱也进入人们的视线。新一代载人飞船试验船，是面向我国空间站运营及未来载人探月需求而研发的新一代天地往返运输器。中国航天科技集团有限公司所属中国空间技术研究院航天专家介绍，新一代载人飞船具备高安全、高可靠、适应多任务和模块化设计特点，目标是实现一次可运载6名航天员，以及返回舱的多次可重复使用。由于新一代载人飞船将同时兼顾近地轨道任务和更远的深空探测，对飞船的结构和防热性能会带来更大的考验。

“新一代载人飞船和神舟飞船、天舟货运飞船不是替代关系，而是互相补充。就像马路上既有货车又有客车还有客货两用车一样，新一代载人飞船丰富了天地往返运输工具的选择，可以根据任务需求个性化选择。”专家解释，此次新一代载人飞船试验船尚处技术试验阶段，不载人，是通过在轨运行几天，验证一系列飞船关键技术。此后，飞船将转入全系统的研制和功能验证，为未来的载人飞行做准备。

中国航天科工集团二院专家介绍，柔性充气式货物返回舱试验舱是一种新型空间运输飞行器，它具备着陆缓冲一体化设计、下行载荷比高、搭载接口可扩展等多項优势，在满足多种天地往返需求、提供搭载平台及下行服务等方面具有很好的应用前景。这次由长五B火箭运送至空间轨道，是为了验证充气展开、柔性防热、柔性体飞行器的气动力热环境及再入返回等多项关键技术。空间站建造成功拉开序幕，人们对空间站有了更多期待。按计划，我国空间站将在2022年前后建成，可望在近地轨道在轨飞行10年以上，支持开展大规模的空间科学实验、技术试验和空间应用等活动，成为国家级的太空科学实验室。

根据飞行任务规划，空间站工程分为关键技术验证、建造和运营3个阶段实施。据中国载人航天工程办公室副主任林西强介绍，为建造空间站，一共规划12次飞行任务。此次任务后，将先后发射天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱，进行空间站基本构型的在轨组装建造;规划发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船，进行航天员乘组轮换和货物补给。目前，执行空间站建造阶段4次飞行任务的航天员乘组也已经选定，正在开展任务训练。我国第3批预备航天员选拔工作也将于今年年中完成。

◎ 来源|综合人民日报、人民网