麻辣财经:“胖五”发射成功再出征,未来探月探火都靠它!

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2019-12-28 01:38

“胖五”又回来了!

代表我国运载火箭科技创新最高水平的长征五号,在第二次发射失利后的第908天,终于迎来第三次发射任务。12月27日下午,中国文昌航天发射场,距离海边约800米的发射平台上,有20层楼高的“胖五”静静伫立,乳白色箭体上的五星红旗图案格外醒目。20时45分,万众瞩目中,“胖五”起飞,带着耀眼的光芒,撼天动地,直破云霄,成功地将火箭上搭载的实践20号卫星送入指定轨道!

“胖五”发射成功。郭文彬 摄

对中国航天来说,“胖五”第三次发射成功来之不易,更是意义重大。不仅意味着我国具备发射更重的航天器、或将航天器送向更远的深空的能力,更为未来实现探月工程三期、首次火星探测任务等国家重大工程奠定了重要基础,迈出了建设航天强国的坚实步伐。

一问:胖五本领有多大?

“胖五”为什么这么重要?这就要从它的本领说起。麻辣姐特别给大家整理了一份“胖五”小档案,读起来更方便。

“胖五”最厉害的,当属它的“心脏”——大推力氢氧发动机和液氧煤油发动机。氢氧发动机燃烧液氢和液氧,是火箭发动机技术发展的趋势之一。液氧煤油发动机单台推力120吨,是目前中国火箭发动机中推力最大的。

“胖五”还有一个特性,那就是它是“绿色”的。“胖五”身体里的液氢、液氧和煤油都是无毒、无污染的,液氢燃烧最后产生的都是水蒸气,绿色、环保、无污染。

“胖五”的身躯,也是模块化的。由三个模块组合而成,5米芯级模块3.35米助推器模块以及2.25米助推器模块。不同的模块个性化组合就能组成不同构型,满足不同的发射需求。

“胖五”的成长经历也很不平凡。在研制阶段,它突破了200多项关键技术,实现了6种构型同时开展总体设计,牵引出了新一代运载火箭的若干构型。所以,别看“胖五”的首飞在长六、长七的后面,但是它们都得叫它一声“哥哥”。

二问:等待发射的908天,发生了什么?

麻辣姐已是第三次亲历“胖五”的发射,首飞的辉煌、遥二的失利,好像都历历在目。

从第二次的发射失败到第三次的圆满成功,历时908天。这个数字,很多长五人都熟稔于心。那么,这些日子里长五研制团队经历了什么?大火箭又作了哪些技术改进?

“归零”,是麻辣姐采访过程中最常听到的词汇。这是中国航天从实践中总结提出的解决质量问题的方法。中国航天科技集团一院长征五号火箭总指挥王珏告诉我们,“经过两年多的归零和验证工作,研制团队攻克了发动机技术难关。并且在完成发动机问题归零的同时,长五火箭的技术改进和可靠性提升工作也实现了突破。”

长征五号遥二火箭失利后,经过100余天的故障排查与定位以及180余天的试验验证,长征五号遥二火箭失利的原因终于确认,是由于火箭芯一级氢氧发动机在复杂力热环境下,局部结构发生异常,发动机推力瞬时大幅下降,致使发射任务失利。

“火箭上次失败,是一个复杂力热环境的相互共同作用下,使发动机的某一个零部件组件不能适应,出现失效。但这个毛病它也隐藏的比较深,偶尔出现,大多数情况下不出现,一旦出现就是灾难性的。所以这次归零,我们通过地面反反复复的各方面理论分析、试验验证,终于把‘捣蛋’的这个‘家伙’逮住了。”中国航天科技集团一院长征系列火箭总设计师龙乐豪院士说。回忆起遥二发射失利后的场景,满头白发的龙乐豪说,当时并未与研制团队过多交流,“我相信他们有能力顶住压力。”

长五人确实顶住了压力,尽管攻关的过程并非一帆风顺。中国航天科技集团一院长征五号火箭总设计师李东对几个时间节点印象深刻。

2018年11月30日,改进后的芯一级氢氧发动机在长程试车过程中出现问题,经过改进, 2019年2月顺利通过了两次长程试车验证。然而到了2019年4月4日,在长征五号遥三火箭的总装工作进入到最后阶段时,一台用于后续任务的芯一级氢氧发动机又发现了问题……

惟其艰难,方显勇毅。长五人没有灰心,会议室忘却寒暑、试验场不分昼夜。908天的夜以继日,集聚全国优势资源联合攻关,累计40余次15000余秒关键技术试验,终于攻破一个又一个难关。不只是发动机研制团队,各参研参试单位的科研人员、工程技术人员,联合攻关的院士专家,发射场系统的工作人员,甚至包括航天人的家属……都为此次发射成功付出了艰辛的努力。

据介绍,遥三火箭在遥二火箭的基础上,进行了200余项技术改进,其中比较重大的技术改进有9项,包括了发动机设计改进、长排整流罩设计改进、利用系统调节方案改进等。

三问:“胖五”肩负啥重任?

对于“胖五”的这次发射,国内外都非常关注。对于中国航天来说,这次发射意义非凡。不仅是因为“胖五”是承载着中华民族对浩瀚宇宙向往的“梦想之箭”,更是因为后续中国的多项重大航天工程任务,如月球采样返回、火星探测等都等待“胖五”去完成。

再登月球——

2020年,我国将用长征五号运载火箭择机发射“嫦娥五号”,实现月面无人采样返回,圆满完成探月工程三步走的规划目标。据介绍,嫦娥五号任务需要将嫦娥五号探测器直接送入地月转移轨道,而完成这一任务,必须由具有大运载能力的长征五号运载火箭来完成。

首探火星——

目前,我国正在开展首次火星探测工程的研制工作。按照计划,2020年,我国将通过长征五号发射火星探测器,并通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视探测。

此外,长征五号火箭也为构筑我国新一代运载火箭系列型谱奠定了坚实的技术基础。据透露,2020年,长征五号B、长征七号甲、长征八号等多型新一代运载火箭将相继迎来首飞。

四问:火箭上“运”了啥?

前段时间,有不少朋友向麻辣姐打听,这次的火箭上会搭载啥卫星?有什么来头?

现在终于可以公布答案了,长征五号遥三火箭上的这名“乘客”,就是实践二十号卫星,是以“东方红五号卫星平台”为基础研制的一颗新技术试验验证卫星。这颗卫星可是大有来头,也创下了不少记录。卫星重量达8吨,是目前我国研制的地球同步轨道发射重量最重的卫星,也是技术含金量最高的一颗卫星。

实践二十号携带了不少“黑科技”。它有着我国迄今为止面积最大、翼展最长、展开方式最复杂的太阳翼,能够低速转动,保证始终朝向太阳。它还配备了国内功率最大的电源控制器,确保太阳翼提供的超强电流“听话地”流到卫星每一个角落,维持卫星的健康运转。为了防止过热工作,它还携带了一款“降温神器”——基于单相流体回路的可展开式热辐射器,一旦卫星准确入轨,“神器”就会自动解锁并向外展开,能够有效解决航天器功耗增大和散热面积不足的矛盾。

那么,这颗卫星到底有什么作用?

用中国航天科技集团公司五院总工程师、实践二十号卫星总指挥周志成院士的话来说,“实践二十号卫星首要任务是验证‘东方红五号卫星平台’的技术稳定性,由于搭载了十多项国际领先的技术验证载荷,也兼具新技术技术验证的使命。以‘实践’命名卫星,就是对该星所承担的探索意义的最好诠释。”

据介绍,“东方红五号卫星平台”是我国自主开发的新一代大型地球同步轨道卫星平台,单机国产化率达100%,能满足未来20年的大容量卫星应用需求。实践二十号作为该平台的首飞实验星,它的成功发射将对我国通信卫星事业的发展发挥重要作用。

(文中漫画由中国航天科技集团一院提供,在此鸣谢!)

(责编:李枫、岳弘彬)

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