金牌火箭托舉"嫦娥" 專家憶運載火箭的"長征"路
新的發(fā)射方式使探月工程后續(xù)發(fā)展和深空探測具有了一種“全新”的能力
日照下的川西南城市西昌，明凈溫暖。長征三號丙火箭(以下簡稱長三丙火箭)整裝待命，等待著將“嫦娥二號”衛(wèi)星送入太空，再次開啟中國的探月之旅。
在北京，從天安門起步，沿中軸線往南十多公里，即可達(dá)到研制長三丙火箭的中國航天科技集團(tuán)公司所屬的中國運載火箭技術(shù)研究院。8月29日，長三丙火箭發(fā)射試驗隊正是從這里出征前往西昌衛(wèi)星發(fā)射基地。
本刊記者走進(jìn)研究院內(nèi)的中華航天博物館，這是目前中國航天技術(shù)最大的展示窗口。這里陳列、“運行”著我國各種型號的衛(wèi)星實體和模型，在主展示廳里“長征一號”、“長征二號”、“長征三號”火箭并排矗立，長達(dá)40多米的“長征四號”運載火箭則似一條巨龍靜臥在旁。
“此次承擔(dān)‘嫦娥二號’發(fā)射任務(wù)的長三丙火箭，是長征三號甲系列火箭中的一員，屬于大型低溫液體運載火箭。”在“嫦娥二號”奔月前夕，中國運載火箭技術(shù)研究院院長李洪接受《瞭望》新聞周刊采訪時介紹說，與其他運載火箭相比，長三丙火箭雖沒有身經(jīng)百戰(zhàn)的經(jīng)歷，但作為長三甲系列火箭中的一個構(gòu)型，在充分繼承長三甲、長三乙運載火箭的成熟技術(shù)上，長三丙火箭具有技術(shù)性能先進(jìn)、高可靠性、運載能力適中、適應(yīng)能力強(qiáng)等特點，這使其成為了執(zhí)行“嫦娥二號”發(fā)射的首選火箭。
從“固定靶”到“移動靶”
“嫦娥二號”衛(wèi)星將直接“奔月”，由運載火箭直接送入近地點200公里、遠(yuǎn)地點約38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，大大縮短了衛(wèi)星奔月的時間，減少了衛(wèi)星燃料的消耗。
“如果拿打靶作比方，以往的軌道是打固定靶，而發(fā)射‘嫦娥二號’則是打移動靶。因為月球和地球的相鄰位置是不斷發(fā)生變化的，所以，將‘嫦娥二號’送入地月轉(zhuǎn)移軌道，意味著要在一個確定的時間、確定的位置把衛(wèi)星送入到一條確定的軌道。這對運載火箭的速度和推進(jìn)力提出了更高的要求，也對火箭的入軌精度和入軌速度提出了嚴(yán)苛的要求。”李洪告訴本刊記者，此次發(fā)射是長征系列運載火箭首次發(fā)射地月轉(zhuǎn)移軌道有效載荷，將驗證探月工程發(fā)射的關(guān)鍵技術(shù)，其發(fā)射成功將進(jìn)一步擴(kuò)展長征三號甲系列火箭的適應(yīng)能力。
相對于“嫦娥一號”衛(wèi)星，“嫦娥二號”衛(wèi)星增加了技術(shù)試驗分系統(tǒng)，重量增加了130多公斤，總重量達(dá)到2.48噸。同時，專家們考慮到地月轉(zhuǎn)移軌道需要推力更大的火箭把衛(wèi)星奔月的初速度提升到近11公里/秒。而有著兩個助推器的長三丙火箭的運載能力為3.8噸，恰好介于長三甲的2.6噸和長三乙的5.5噸之間，正好可以滿足軌道和推力的要求。
李洪介紹說，為了滿足發(fā)射“嫦娥二號”任務(wù)的地月轉(zhuǎn)移軌道、準(zhǔn)時發(fā)射、多窗口、高可靠等需求，運載火箭對整流罩、控制系統(tǒng)箭上軟件、常規(guī)和低溫發(fā)動機(jī)、利用系統(tǒng)傳感器以及地面發(fā)射支持系統(tǒng)等方面進(jìn)行了改進(jìn)，對遙測參數(shù)、延時存儲器和利用控制機(jī)配套數(shù)量等進(jìn)行了調(diào)整。
“其中，最為關(guān)鍵的兩項技術(shù)研究，是地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射技術(shù)及多窗口發(fā)射技術(shù)。”李洪告訴本刊記者，為了進(jìn)一步確保準(zhǔn)時發(fā)射的可靠性，長三甲系列型號還確定了9項可靠性增長措施。
運載火箭的“長征”路
“運載火箭技術(shù)是航天技術(shù)最基本的組成部分，是奪取空間優(yōu)勢的核心能力，是開發(fā)和利用空間資源的前提。”李洪分析說，世界上各航天大國都把發(fā)展先進(jìn)的航天運載技術(shù)作為保持其領(lǐng)先地位的戰(zhàn)略部署之一。
從1970年“長征一號”火箭成功發(fā)射“東方紅一號”衛(wèi)星以來，中國“長征”系列運載火箭走過從常規(guī)推進(jìn)到低溫推進(jìn)、從串聯(lián)到捆綁、從一箭單星到一箭多星、從發(fā)射衛(wèi)星載荷到發(fā)射飛船的技術(shù)歷程。
李洪告訴記者，目前，長征系列火箭目前擁有四大系列十多種型號，具有發(fā)射低、中、高不同軌道，不同類型衛(wèi)星及載人飛船的能力，近地軌道運載能力達(dá)到8.5噸，太陽同步軌道運載能力達(dá)到5.9噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力達(dá)到5.5噸。其已經(jīng)完成了上百次航天發(fā)射，進(jìn)一步表明“長征”火箭已成為中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)和較強(qiáng)國際競爭力的高科技產(chǎn)品。
進(jìn)入21世紀(jì)以來，長三甲、長三乙、長三丙火箭成為我國發(fā)射國內(nèi)國外各類應(yīng)用衛(wèi)星的主推產(chǎn)品，承擔(dān)著國內(nèi)民用、商業(yè)及國外衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)艱巨而繁重的任務(wù)，2006年至今，長三甲系列火箭迎來了前所未有的發(fā)射高峰期。
隨著國外運載技術(shù)的發(fā)展，李洪指出，應(yīng)看到我們的差距仍然存在。著眼未來，我國運載火箭的發(fā)展主要是完成無毒無污染的新一代運載火箭研制，形成包括大型、中型、小型運載火箭在內(nèi)的新型運載火箭系列，并逐步實現(xiàn)運載火箭更新?lián)Q代，其運載技術(shù)將達(dá)到國際主流商業(yè)運載火箭的水平，滿足衛(wèi)星、載人飛船、貨運飛船、空間站、大型月球探測器等多種有效載荷的發(fā)展。
據(jù)透露，我國新一代大運載火箭——長征五號運載火箭已經(jīng)開始研制，拉開了我國新一代運載火箭研制的序幕。□(文/《瞭望》新聞周刊記者袁元實習(xí)生高亞男)
