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“长征”火箭成长记

2020-08-27季海

少年博览·小学高年级 2020年8期
关键词:胖五载人空间站

季海

2020年5月5日18时,是一个载入中国航天史的高光时刻。承载着亿万国人希望的“长征五号B”运载火箭,搭载着新一代载人试验飞船和充气式货物返回试验舱,在我国海南省文昌发射场腾空而起,直指苍穹。

从外表看,“长征五号B”憨态可掬,人们都亲切地叫它“胖五”。它像巨龙一样在天际飞行,在暮色中划出一道美丽的弧线。488秒后,试验飞船和返回舱组成的载荷体与“胖五”成功分离,进入了预定轨道,我国空间站阶段的首次飞行任务告捷。

“胖五”成功发射,标志着我国重型运载火箭的技术越来越成熟。有外媒惊叹道:“中国人的超级火箭已经超越欧洲,这次连美国都要嫉妒了!”

火箭的故乡是中国

人造卫星、太空站、火星探测器……这些遨游在太空中的科学设备,都是依靠火箭发射上天的。航天事业的发展离不开火箭,就像鱼儿离不开水一样。

现代火箭渊源于古代火箭。说到这里,就不能不提中国的贡献。

中国是古代火箭的故乡。早在三国时期,“火箭”这个词就出现在我国史书中。当时的火箭是一种武器,它以弓箭为基础,在箭头后部绑上浸满油脂的麻布等易燃物,点燃后射向敌方。

到了北宋时期,出现了人类历史上最早、最原始的“火箭”——“火药箭”。人们用纸糊成筒,把火药装在筒里压实,绑在箭杆上,点燃后,用弓发射出去。火药箭爆炸时声响很大,能够起到恐吓敌人的作用。

火箭出现后,很快就被推广和应用开来。公元228年,蜀国丞相诸葛亮率军进攻陈仓(今陕西宝鸡东)。魏国守将郝昭让弓箭手发射火箭,烧毁了蜀军攻城的云梯,守住了陈仓。火箭还改头换面出现在民间盛行的烟火游戏中,人们制成了能够高飞和升空的“流星”与“爆竹”,为节日增添了喜庆的气氛。从工作原理看,流星、爆竹已具有现代火箭的特点。

明代是我国火箭技术迅速发展的时期,人们发明了多种利用火药推进的火箭,并运用于战争之中。燕王朱棣在夺取政权的“靖难之役”中,在河北白沟河遭到了建文帝部队“一窝蜂”火箭的射击,这是中国最早将“喷气火箭”用于战争的记载。这种“一窝蜂”火箭,就是把许多支火箭并列在一起,同时点燃后发射出去,能够提高杀伤力,功能类似于今天的火箭炮。

民族英雄戚继光在东南沿海抗倭时,发明了飞刀箭、飞枪箭、飞剑箭等三种喷气火箭,统称“三飞箭”。火箭的前部分别是刀、枪、剑的锋刃,后部是长七八寸、粗二寸的火药筒。发射出去后,能射穿敌人身上的铠甲,打得倭寇闻风丧胆。

万户:载人飞行的先驱者

在明代,还出现了火箭载人飞行的尝试。士大夫万户是个火箭迷,有空就捣鼓火箭。有一天,他把47支自制土火箭绑在椅背上,自己坐在上面,双手举着大风筝,想利用火箭的推力飞上天空。不幸的是,火箭点燃后不久就发生了爆炸,万户被炸得粉身碎骨,付出了生命的代价。

万户的想法现在看来很可笑,然而在那个时代却是富有创造性的,他的基本方法和勇敢精神受到了后人的敬仰。万户既考虑到上升的工具——火箭,也考虑到安全落地的工具——降落伞,也就是他手里拿的风筝,这都是前所未有的。试验虽然没有成功,但万户被公认为世界上第一个尝试乘坐火箭升空的先驱者。为了纪念他,人们将月球背面的一座环形山命名为“万户环形山”。

13世纪末至14世纪初,中国的火药、火箭技术传到了印度和阿拉伯,并经阿拉伯传到了欧洲。后来,在欧洲工业革命的推动下,火箭技术得到了巨大发展。

虽然古代的火箭、火药最早是中国人发明的,但由于封建社会阻碍了生产力的进步,我国的科技水平在近代逐渐落后于西方国家,致使火箭技术未能保持领先地位,最终只停留在礼花、爆竹之中。这不能不说是一个巨大的遗憾。

美苏火箭大争霸

现代火箭实际上是一种运载工具。如果装上弹头,它就变了武器,例如火箭弹和导弹;如果装上人造卫星,它就是运载火箭,还能把载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入预定轨道。

20世纪20年代,美国人罗伯特·高达德发明了一种气体喷嘴,能够把火箭燃烧室中的热气体转变成超音速喷射气体,使火箭的推进力增加两倍。1926年3月16日,罗伯特在马萨诸塞州发射了世界上第一枚液态燃料火箭,这是现代火箭的雏形。

从那以后,美、英、法、德等西方工业强国先后成立了火箭研究组织。其中,德国的火箭技术走在了世界前列,并最先应用在军事领域。二战期间,德军多次发射V2火箭,给盟军造成了不小的损失。

二战结束后,美国和苏联两个超级大国展开了太空竞赛,各自组建科学家团队开发火箭技术。1957年10月4日,苏联用P-7洲际导弹改装成的运载火箭,率先将第一颗人造卫星送入近地轨道。从此,运载火箭作为航天工具正式登上历史舞台。

1961年4月12日,苏联用“东方号”火箭将载人飞船发射上天,尤里·加加林成为第一个“太空人”,再次震动全球。

看到苏联连拿两个第一,美国人急了,投入巨资开发出大推力火箭“土星5号”,并在1969年7月20日,将重达45吨、载有3名宇航员的“阿波罗11号”飞船送上月球,抢在苏联之前成功登月。

到了20世纪80年代,世界各国已研制成功多种大、中、小型运载火箭。著名的有苏联的“东方号”“质子號”系列,美国的“大力神”“土星”系列,西欧10国联合研制的“阿丽亚娜”系列,日本的“H”系列等。我国科学家团队自力更生,研制出了著名的“长征”系列运载火箭。

矗立在发射场的“长征五号B”运载火箭

世界上最早的火箭出现在三国时期

明代的黑科技——“一窝蜂”火箭

宋代的“火药箭”

明代的万户是世界飞天第一人

苏联的“东方号”火箭将世界上第一个“太空人”加加林送入太空

美国载人登月任务是依靠“土星5号”火箭完成的

1970年4月24日,我国科学家研发的“长征一号”运载火箭,首次将“东方红一号”通信卫星送入太空,这标志着我国航天技术的发展迈出了重要的一步。

1981年9月20日,我国用“风暴一号”运载火箭同时将三颗卫星送入轨道,成为世界上第三个掌握“一箭多星”技术的国家。

1984年4月8日,我國用“长征三号”运载火箭将一颗通信卫星送入赤道上空的静止轨道,成为第三个掌握氢氧发动机技术的国家。

1988年9月7日,我国用“长征四号”火箭成功发射“风云一号A”气象卫星,这标志着我国已完全掌握太阳同步轨道卫星技术。

1990年4月7日,我国使用“长征三号”火箭成功将美国制造的“亚洲一号”通信卫星送入太空,标志着“长征”系列火箭已经走向世界,在国际发射市场上占有一席之地。

1999年11月20日,我国用新研制的“长征2F”运载火箭,将“神舟一号”实验飞船顺利送入太空。随后的三年中,“长征2F”火箭先后将三艘“神舟”系列实验飞船发射升空,为载人飞船的发射奠定了基础。

2003年10月15日,“长征2F”火箭将我国首位航天员杨利伟乘坐的“神舟五号”载人飞船送入太空。这一天,成为中国航天史上的一个里程碑。

新中国成立后,百废待兴。党和政府高瞻远瞩,决定集中力量,进行一些重大项目的攻关活动,其中就包括研发运载火箭。

以钱学森、梁思礼为代表的老一辈火箭技术专家,隐姓埋名,废寝忘食,为祖国的火箭事业奉献了毕生精力,取得一个个重大突破和举世瞩目的成绩。

此后的十多年里,“长征2F”及其改进型“长征2FT1”火箭为中国载人航天事业立下了汗马功劳,先后十余次升空,完成了宇航员太空行走、飞船与空间站对接等一系列重大航天任务。

在欢呼与掌声中,在鲜花和荣誉面前,航天人并没有停下来,他们又把目光投向了38万千米之外的月球,那里有“嫦娥奔月”的美丽传说,更有中华儿女探索宇宙的雄心壮志。

2007年10月24日18时05分,暮色苍茫的西昌卫星发射中心,“长征三号甲”运载火箭喷吐着烈焰,携带着“嫦娥一号”探测器奔向月球,成功进入环月轨道。随后,我国科学家又研制出改进型“长征三号乙”火箭,分别在2013年12月2日和2019年1月3日,将“嫦娥三号”和“嫦娥四号”探测器发射到月球轨道,并在月球的正面和背面成功着陆。中国航天人的探月壮举,震撼了全世界。

为了满足经济建设的需要,“长征”系列火箭的发射也越来越频繁。在过去的2019年,我国进行了34次航天发射,力压美俄,位居榜首,这也是我国第二次获得运载火箭发射次数的年冠军。

虽然我国在运载火箭开发方面取得了一系列成就,但要完成建设载人空间站、实现月球往返、探索火星等任务,就需要更大推力的火箭。我国长期担纲主力的“长征二号”“长征三号”“长征四号”火箭家族,不仅发射准备周期长,而且只能执行10吨以下的运载任务,要想在太空中飞得更远,就显得有些力不从心了。

进入新世纪之后,美、日以及欧洲国家等“玩家”相继提出新的大型火箭方案,使得国际航天界的竞争呈现白热化趋势。更重要的是,我国的航天任务越来越多、越来越艰巨,研发大推力运载火箭势在必行。

经过我国航天人不懈努力,一种全新的大推力运载火箭诞生了,这就是昵称“胖五”的“长征五号”。2016年11月3日,“胖五”从海南文昌卫星发射中心升空,取得了首飞成功。

然而天有不测风云,2017年7月2日,“胖五”的第二次发射因发动机故障而失败,火箭在空中爆炸,这对于发射成功率高居世界榜首的中国航天人而言,是一次不小的打击。毕竟“胖五”未来将承担我国许多重大航天发射任务,这次失利意味着很多项目不得不推迟进行。

在困难面前,中国航天人并没有气馁。经过908天的卧薪尝胆,他们找到了“胖五”发生故障的原因并进行了改进,终于在2019年12月27日,成功将“胖五”的升级版“长征五号”遥三运载火箭送入太空。

这次发射成功,不仅使我国的火箭技术迈上了一个崭新台阶,而且为将来完成后续火星探测、探月三期工程、载人空间站等重大项目打下了坚实基础。

中国空间站还远吗

我们都知道,苏联的“和平号”空间站已经坠毁,目前世界上唯一在运行的空间站也就是国际空间站了。许多国家都参与了国际空间站的研发与运营,但是我们国家却因为某个超级大国的霸权行径被排除在外,也就是说,国际空间站之前和我们一点关系都没有。

求人不如求己。我国决定自己独立研发空间站,计划在2022年建成。有科学家预测,国际空间站将会于2024年退役,最晚也会在2028年告老还乡。届时,中国的空间站将成为全世界唯一的在轨空间站。

光嘴上说说是不行的,还要有实际的行动。于是,我们就听到了神舟系列飞船发射成功、天宫系列飞船发射成功、天舟系列飞船发射成功等消息。

前面的这些工作,其实都是为积累经验技术打下的基础。“长征五号B”运载火箭的成功发射,是我们真正迈向空间站的第一步!这意味着我国拥有了足以与美俄一较高下的重型运载火箭。在此之后,“长征五号B”将发射核心舱、实验舱、神舟飞船、天舟飞船等,不断构建起“天宫”,后续还将承担发射火星探测器、“嫦娥五号”月球探测器等艰巨任务,可见“胖五”的这次成功发射有着怎样重大的意义。

值得一提的是,在“长征五号”任务完成之后,我国还爆出了一系列惊人的航天新计划。有专家透露,我国目前正在进行“长征九号”运载火箭的研发。无论是推力还是运载力,该火箭都拥有更大的优势,足以满足我国未来数十年的航天需要。

看来更精彩的好戏还在后面,就让我们拭目以待吧!

大名鼎鼎的“长征2F”火箭,我国宇航员多次乘坐它升空

2020年5月8日,新一代载人飞船试验船返回舱顺利着陆

中国“长征家族”系列运载火箭

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