11月3日晚8時(shí)43分,中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng),距離海邊約800米的發(fā)射平臺(tái)上,長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭點(diǎn)火升空。

　　這是我國(guó)新一代大型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)的首次飛行任務(wù),也是長(zhǎng)征家族系列運(yùn)載火箭的第238次發(fā)射。

　　隨著人類對(duì)于宇宙空間的不斷探索,世界主要航天強(qiáng)國(guó)紛紛推出新一代大型火箭。中國(guó)現(xiàn)有運(yùn)載火箭長(zhǎng)征家族原有成員在面對(duì)未來(lái)載人空間站、探月、探火等一系列重大工程任務(wù),有些心有余而力不足。長(zhǎng)征家族迫切需要引入一位“大塊頭”成員扛起重?fù)?dān)。

　　被親切地稱為“胖五”的長(zhǎng)征五號(hào)火箭應(yīng)運(yùn)而生,成為我國(guó)起飛質(zhì)量最大、起飛推力最大、箭體結(jié)構(gòu)最大、運(yùn)載能力最大的運(yùn)載火箭。

　　這一次發(fā)射,對(duì)于“胖五”來(lái)說(shuō),有太多的創(chuàng)新和紀(jì)錄需要被銘記。

　　從3.35米到5米,一次華麗的蛻變

　　“胖五”長(zhǎng)啥樣?先從數(shù)據(jù)上看:身長(zhǎng)57米,芯極直徑5米,捆綁4個(gè)3.35米直徑助推器,起飛重量約為870噸,運(yùn)載能力達(dá)到近地軌道25噸,地球同步軌道14噸,地月軌道8噸。

　　“胖五”以其5米的箭體直徑突破了傳統(tǒng)3.35米直徑的限制,成為我國(guó)箭體直徑最大的火箭。

　　從3.35米到5米,不只是簡(jiǎn)單的數(shù)字變化。

　　“30年前啟動(dòng)論證,20年前開(kāi)始預(yù)研,10年前開(kāi)始立項(xiàng)研制。”航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征五號(hào)火箭總設(shè)計(jì)師李東說(shuō),我國(guó)火箭都是以3.35米直徑為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的,目前運(yùn)載能力已用到極致,想向前發(fā)展,就需要直徑上的突破。1.65米的直徑改變意味著整個(gè)火箭制造工業(yè)體系都要變,包括材料、制作工藝、工裝、動(dòng)力、加工、廠房等,也意味著國(guó)家工業(yè)基礎(chǔ)要跟得上。“技術(shù)跨度太大,新技術(shù)比例幾乎到達(dá)100%。”

　　比如,為了提升“胖五”的性能和效率,燃料儲(chǔ)箱內(nèi)壁最薄的地方只有3毫米。航天科技集團(tuán)一院天津大火箭公司副總經(jīng)理孟凡新說(shuō):“做到這樣的極致,既有新材料的功勞,也有新生產(chǎn)工藝的功勞。而這樣的創(chuàng)新,在‘胖五’身上比比皆是。”

　　此外,因?yàn)椤芭治濉敝睆教��?傳統(tǒng)的火車運(yùn)輸已經(jīng)無(wú)法完成,只能通過(guò)海運(yùn)。與之匹配的沿海天津新一代運(yùn)載火箭制造基地和中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)都為此而新建。

　　李東說(shuō),研制“胖五”最早的目標(biāo)是大運(yùn)載能力。實(shí)現(xiàn)大的運(yùn)載能力有2個(gè)基礎(chǔ):大的結(jié)構(gòu)和大的發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　國(guó)際上,大型火箭的直徑不約而同都在5米左右。同樣長(zhǎng)度的火箭,直徑越大可以裝載更多的飛行器。此外,直徑越大,火箭的整流罩可以做得更大,這樣不光可以搭載重量更大的飛行器,也可以搭載體積更大的飛行器。“即使3.35米直徑的火箭可以搭載體積很大的衛(wèi)星,但會(huì)弄出一個(gè)很大的腦袋,火箭外形也不好。”李東說(shuō)。

　　從13.5噸到25噸,一次能力的飛躍

　　2016年6月25日,長(zhǎng)征七號(hào)火箭發(fā)射升空,以13.5噸近地軌道運(yùn)載能力成為我國(guó)火箭運(yùn)載能力之最。

　　4個(gè)月后,“胖五”問(wèn)世,其近地軌道運(yùn)載能力更是達(dá)到25噸。

　　國(guó)際上一般認(rèn)定,近地軌道10噸量級(jí)為中型火箭,超過(guò)20噸叫做大型火箭。“胖五”成為了我國(guó)現(xiàn)在唯一的大型火箭。“這標(biāo)志著中國(guó)進(jìn)入了大火箭俱樂(lè)部。”李東說(shuō),“這個(gè)能力使未來(lái)發(fā)展有了更廣闊的空間。”

　　“以前,中國(guó)運(yùn)載火箭只有2噸運(yùn)載能力時(shí),還不能承擔(dān)載人航天的工作。把一個(gè)航天員送上天,也得要一個(gè)7、8噸級(jí)的飛船,否則航天員的生活保障不了。中國(guó)現(xiàn)在有了7、8噸運(yùn)載能力的火箭,才有了載人航天。同樣中國(guó)現(xiàn)在有了長(zhǎng)征五號(hào),才能實(shí)施空間站計(jì)劃,因?yàn)榭臻g站要長(zhǎng)期有人照料,在天上長(zhǎng)時(shí)間生活,規(guī)模肯定很大。”李東打了個(gè)比喻,“這就像家里人口多了,一個(gè)小房子住不下。”

　　目前,我國(guó)長(zhǎng)征三號(hào)甲火箭能將1噸多的載荷送入地火轉(zhuǎn)移軌道,而“胖五”的運(yùn)載能力達(dá)5到6噸。“1噸的載荷和五六噸相比,所能做的事情肯定是不一樣的。”李東說(shuō),下一步進(jìn)行火星探測(cè),“胖五”大約能將一個(gè)5噸量級(jí)的探測(cè)器送到火星上。這個(gè)探測(cè)器就不再是簡(jiǎn)單圍繞地球轉(zhuǎn)了,而是要帶一個(gè)火星車,直接落下去,在火星表面巡視。“火箭能力的反應(yīng),不僅是說(shuō)火箭能飛到哪里去,而是取決于到哪個(gè)位置能帶的載荷重量。長(zhǎng)五帶的載荷多了,能做的事也更多了。”

　　當(dāng)然,大火箭離不開(kāi)大推力。

　　“胖五”全箭起飛時(shí)總推力達(dá)1060噸,主要來(lái)自8臺(tái)120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)的威力到底有多大?專家打了個(gè)形象的比喻,120噸液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最高壓強(qiáng)達(dá)500個(gè)大氣壓,相當(dāng)于把上海黃浦江的水打到5000米高度的青藏高原。

　　熟悉航天的人知道,我國(guó)現(xiàn)役常規(guī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)采用有毒的常溫推進(jìn)劑。推進(jìn)劑無(wú)毒化是國(guó)家航天技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。“胖五”采用的液氧和煤油燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳和水,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染,而且成本僅為常規(guī)推進(jìn)劑的十分之一。

　　從載人航天到登月探火,中國(guó)邁向深空的一大步

　　從“神五”到“神十一”,我國(guó)長(zhǎng)征二號(hào)F火箭把11名航天員送入太空,也把中國(guó)一步步推向航天大國(guó)。

　　這一次,“胖五”肩負(fù)的使命是推動(dòng)我國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。

　　“長(zhǎng)征五號(hào)大幅度提升了中國(guó)人自主、自由進(jìn)入空間的能力。”李東說(shuō),一切空間活動(dòng)的前提是建造火箭。正如發(fā)展海洋事業(yè)一樣,造不了船,一切都免談。“造一個(gè)小帆船和一艘萬(wàn)噸巨輪是截然不同的。”

　　“長(zhǎng)征五號(hào)帶動(dòng)了整個(gè)中國(guó)新一代運(yùn)載火箭技術(shù)的發(fā)展。”李東說(shuō),長(zhǎng)征七號(hào)、長(zhǎng)征六號(hào)都是以“胖五”的核心技術(shù)衍生出來(lái)的,長(zhǎng)征八號(hào)也正在研制中。通過(guò)“胖五”的研制,我國(guó)運(yùn)載火箭的基礎(chǔ)水平能力得到了提升。

　　“長(zhǎng)征五號(hào)培養(yǎng)出一批年輕的火箭研制隊(duì)伍。”李東說(shuō),通過(guò)新一代運(yùn)載火箭的研制、歷練,我國(guó)新一代航天人才也成長(zhǎng)起來(lái)。而這是中國(guó)航天最大的財(cái)富。

　　李東說(shuō),航天強(qiáng)國(guó)與航天大國(guó)的區(qū)別在于,強(qiáng)國(guó)要建空間站、登月、探測(cè)火星。而這些大事需要大火箭,有了大火箭,才有了基礎(chǔ)。

　　下一步,“胖五”將承擔(dān)嫦娥工程的第三步任務(wù),將探測(cè)器送入地月軌道上,對(duì)月球的土壤和巖石采樣后,在月面起飛再飛回來(lái),把公斤級(jí)的標(biāo)本帶回地球。

　　再下一步,“胖五”將承擔(dān)空間站艙段任務(wù)的發(fā)射,成為建造空間站的主力。

　　然后,“胖五”將承擔(dān)火星探測(cè)任務(wù),將4.5噸級(jí)大的火星探測(cè)器送到距地球5000萬(wàn)公里的火星上……

　　“長(zhǎng)征五號(hào)是中國(guó)從航天大國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的標(biāo)志。”李東說(shuō)。(陳曦、白國(guó)龍、趙穎全、周慧敏)