長征七號(hào)，向著空間站出發(fā)

程績

全新的長征七號(hào)運(yùn)載火箭從距南海邊800米的發(fā)射平臺(tái)上騰空而起，拖曳著一束耀眼的白色尾焰，飛越大海，飛向太空。文昌航天發(fā)射場(chǎng)的指揮中心里，長征七號(hào)運(yùn)載火箭副總指揮張濤，一直注視著這個(gè)全新一代運(yùn)載火箭，直到尾焰消失在夜空為止。“長征七號(hào)的長征之路剛剛開始，未來，它將承擔(dān)更多使命！”張濤說，“長征七號(hào)就像是我們的‘孩子，送它出征，就像送自己的孩子去高考。”

長征七號(hào)、海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)雙首飛成功！這是又一個(gè)載入中國航天歷史的夜晚，南海之濱，中國航天事業(yè)，拉開空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)的大幕，踏上了面向大海星辰的新征途。

“長征七號(hào)成功首飛意味著我國空間站的建設(shè)已拉開大幕。”長七首飛成功當(dāng)晚，中國載人航天工程新聞發(fā)言人武平表示。

一枚全新的火箭

“除了腰圍沒變，其他都變了”，張濤不止一次對(duì)媒體這樣介紹“長七”，相比功勛卓著的長征四號(hào)，長征七號(hào)外形和尺寸大致相似，助推器直徑仍然是標(biāo)準(zhǔn)的2.25米直徑，芯級(jí)直徑為3.35米，但中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院的專家強(qiáng)調(diào)，“這是一枚全新的火箭”。“新動(dòng)力、新布局、新環(huán)境、新結(jié)構(gòu)、新體制、新測(cè)發(fā)”，長征七號(hào)運(yùn)載火箭總指揮王小軍用6個(gè)“新”來形容這個(gè)“長征”火箭家族里的小弟弟。

長征七號(hào)可謂八年磨一劍，最根本的變化來自動(dòng)力系統(tǒng)。它采用了液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)等新技術(shù)，一舉將我國中型運(yùn)載火箭低軌道的運(yùn)載能力由8.6噸提高至13.5噸，達(dá)到國外同類火箭先進(jìn)水平。“心臟”也更強(qiáng)壯了，張濤告訴記者。長七使用全新的動(dòng)力系統(tǒng)，兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都是新的，全新的液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。

除此之外，僅從外觀上看，長七的“顏值”更高了，比起此前的長征系列火箭，長七的“腿”明顯變長了，更協(xié)調(diào)、更美觀。所謂的“腿”，指的是長征七號(hào)的4個(gè)推進(jìn)器，長約27米的助推器，接近現(xiàn)役火箭助推器長度的2倍。這種改變，意味著要對(duì)火箭的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的更新。傳統(tǒng)火箭固定助推器需要兩個(gè)捆綁點(diǎn)，而長征七號(hào)又增加了一個(gè)捆綁點(diǎn)，相對(duì)現(xiàn)役火箭靜定的捆綁方案，載荷、捆綁裝置等設(shè)計(jì)難度大大增加、可靠性大幅提升。

此外，長征七號(hào)是我國第一枚全數(shù)字火箭，采用了三維設(shè)計(jì)，打通了從設(shè)計(jì)到制造的全三維流程，標(biāo)志著我國運(yùn)載火箭邁入了全生命周期數(shù)字化的大門。

“長征七號(hào)是開啟我國航天事業(yè)新征程的奠基工程。”西昌衛(wèi)星發(fā)射中心副總工程師、海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)建設(shè)指揮部主任周鳳廣說。

長七首飛成功，國際上贊揚(yáng)聲一片，日本火箭協(xié)會(huì)理事吉田久信說，“長征七號(hào)火箭使用液氧煤油，不僅環(huán)保而且成本也大大降低，其近地軌道運(yùn)載能力非常適合中國今后發(fā)射貨運(yùn)飛船等。”法國國家航天研究中心專家熱羅姆·維拉分析說，“長征七號(hào)可在不變更發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭各級(jí)的情況下加裝不同的助推器，并使這些‘模塊協(xié)同工作。”

放眼國際做橫向比較，長征七號(hào)也絲毫不落下風(fēng)，俄羅斯的“聯(lián)盟”系列中型火箭，美國的“安塔瑞斯”火箭、印度的極軌衛(wèi)星運(yùn)載火箭和地球同步軌道運(yùn)載火箭同屬中型火箭，長征七號(hào)的近地軌道運(yùn)載能力為13.5噸，太陽同步軌道運(yùn)載能力是4.5噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力達(dá)7噸，長七的這些數(shù)據(jù)已經(jīng)躋身國際第一梯隊(duì)，而98%的發(fā)射可靠性，更屬于國際先進(jìn)水平。

預(yù)計(jì)到2021年長征七號(hào)將逐步替代現(xiàn)有的長征二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)系列，承擔(dān)中國80%左右的航天發(fā)射任務(wù)。

拉開空間站建設(shè)大幕

長征七號(hào)作為我國未來任務(wù)量最大的運(yùn)載火箭，將為我國的空間站搭建起“天地運(yùn)輸走廊”。而它的第一步，就是在明年發(fā)射我國首個(gè)空間貨運(yùn)飛船——天舟一號(hào)，未來，它還將承擔(dān)中國航天多種類型的發(fā)射任務(wù)，空間站、載人登月、火星艙、深空探測(cè)器……這些中國航天未來的美麗藍(lán)圖，都需要長征七號(hào)一次次成功發(fā)射來實(shí)現(xiàn)。

“長征七號(hào)是我國在役主力火箭的‘接班人，更是我國未來航天發(fā)射任務(wù)的‘主力軍，它所開啟的時(shí)代有多壯麗，它的使命就有多光榮”，張濤說。

我國載人航天工程自上世紀(jì)90年代啟動(dòng)，確定了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，目前已實(shí)現(xiàn)第一步——發(fā)射無人和載人飛船，以及第二步第一階段——航天員出艙、飛船與空間艙交會(huì)對(duì)接。當(dāng)前，載人航天工程進(jìn)入第二步第二階段——短期有人照料的空間實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。在這個(gè)階段，長征七號(hào)將發(fā)射我國首款貨運(yùn)飛船，實(shí)現(xiàn)空間實(shí)驗(yàn)室物資運(yùn)輸與補(bǔ)給，同時(shí)也將為第三步建成長期有人照料的空間站搭建起“天地運(yùn)輸走廊”。

2010年，中央批準(zhǔn)實(shí)施空間站工程，計(jì)劃在2018年前后發(fā)射試驗(yàn)核心艙，2022年前后建成我國自己的空間站。這個(gè)12年的宏大戰(zhàn)略，將分為空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)和空間站研制建設(shè)兩個(gè)階段實(shí)施。目前正處于空間實(shí)驗(yàn)室階段的攻堅(jiān)階段，目標(biāo)是：突破和掌握貨物運(yùn)輸和補(bǔ)給、航天員中期駐留、地面長時(shí)間任務(wù)支持和保障等技術(shù)，開展較大規(guī)模的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn)，為空間站建造和運(yùn)營積累經(jīng)驗(yàn)。

根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)共安排4次飛行任務(wù)，長征七號(hào)運(yùn)載火箭首次飛行任務(wù)圓滿成功后，后續(xù)3次飛行任務(wù)分別為：今年9月中旬，發(fā)射天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室；10月中旬，發(fā)射神舟十一號(hào)載人飛船，11月中旬，神舟十一號(hào)返回艙實(shí)施返回；2017年4月中旬，發(fā)射天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船。其中，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室、神舟十一號(hào)載人飛船，以及配套長征二號(hào)F運(yùn)載火箭已完成出廠測(cè)試；神舟十一號(hào)任務(wù)航天員乘組已完成定選，正在進(jìn)行任務(wù)強(qiáng)化訓(xùn)練；天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船和長征七號(hào)遙二火箭正在研制生產(chǎn)和總裝測(cè)試。

“空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)之后，我國將真正邁入空間站時(shí)代的大門。”武平說。

“胖五”更令人期待

在航天科技集團(tuán)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，工作人員給每一個(gè)長征系列火箭都起了一個(gè)外號(hào)，長征七號(hào)叫“七仔”，而今年真正的大明星是“胖五”——即長征五號(hào)運(yùn)載火箭。

長七首飛成功后，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心黨委書記王經(jīng)中宣布，中國新一代大型運(yùn)載火箭長征五號(hào)將在今年下半年在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)擇機(jī)發(fā)射。

“長征五號(hào)”系列運(yùn)載火箭還有個(gè)名字，叫“大火箭”，作為我國高度最高、體積最大、也是運(yùn)載能力最強(qiáng)的火箭，它也將承擔(dān)后期“嫦娥五號(hào)”的發(fā)射任務(wù)。

根據(jù)公開資料，長征五號(hào)火箭有20層樓高，箭體直徑達(dá)到5米，當(dāng)之無愧是我國高度最高、體積最大的火箭。據(jù)專家介紹，長征五號(hào)火箭近地軌道的運(yùn)載能力達(dá)到25噸，比現(xiàn)役火箭運(yùn)載能力提高了2.5倍以上，是國內(nèi)目前運(yùn)載能力最強(qiáng)的火箭。據(jù)了解，火箭上配備的三種全新大推力發(fā)動(dòng)機(jī)，分別摘得了我國“最大推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)”“最大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)”和“比沖性能最高的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)”三頂桂冠。

2006年國家正式批準(zhǔn)立項(xiàng)研制長征五號(hào)，航天人就一直親切地稱它為“大火箭”：一是外形巨大，光箭體直徑就達(dá)5米，而目前我國現(xiàn)役火箭箭體直徑最大的只有3.35米。二是起飛質(zhì)量大，長征五號(hào)火箭起飛質(zhì)量約878噸，具備近地軌道25噸、地球同步轉(zhuǎn)移軌道14噸運(yùn)載能力。三是作用大，長征五號(hào)火箭將完成質(zhì)的飛躍，大幅提升我國自主進(jìn)入空間的能力，把中國火箭送入包括美國和俄羅斯在內(nèi)的世界主流火箭陣營。

長征七號(hào)首飛當(dāng)晚，探月三期總設(shè)計(jì)師胡浩說，“有了長征七號(hào)打下的良好基礎(chǔ)，長征五號(hào)的首飛無疑將更為順暢。如果長征五號(hào)今年首飛成功，我們應(yīng)該和歐洲、日本的火箭水平相當(dāng)。”按照計(jì)劃，長征五號(hào)將承擔(dān)發(fā)射嫦娥五號(hào)、空間站核心艙以及火星探測(cè)等具有里程碑意義的重大任務(wù)，大幅提高了中國進(jìn)入太空的能力。而它最終的任務(wù)是要執(zhí)行探月工程三步走“繞、落、回”中的“回”，也就是要幫助嫦娥五號(hào)實(shí)現(xiàn)月球表面取樣，并返回地球。目前，嫦娥五號(hào)探測(cè)器進(jìn)入正樣研制階段。

除了長征五號(hào)，更令人興奮的是我國重型運(yùn)載火箭近日也有了確切的消息，中國航天科技集團(tuán)透露，我國15年內(nèi)有望發(fā)射重型運(yùn)載火箭。在目前的設(shè)計(jì)藍(lán)圖中，重型運(yùn)載火箭箭體直徑近10米，全箭總長近百米，運(yùn)載能力是現(xiàn)有火箭運(yùn)載能力的5倍多，超過正在研制的美國下一代運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力，可滿足未來載人月球探測(cè)、火星取樣返回，太陽系行星探測(cè)等多種深空探測(cè)任務(wù)需求，保障中國在未來宇宙探索和更大更遠(yuǎn)空間的話語權(quán)。

到2020年中國在軌航天器數(shù)量超過200顆

預(yù)計(jì)到2020年，中國在軌航天器數(shù)量超過200顆，年均發(fā)射數(shù)量達(dá)到30次左右。屆時(shí)中國航天在核心技術(shù)的掌握方面要與美俄傳統(tǒng)航天強(qiáng)國相當(dāng)。

在載人航天工程領(lǐng)域，中國航天科技集團(tuán)公司將在“十三五”期間完成空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)，完成空間站試驗(yàn)核心艙建設(shè)。在深空探測(cè)領(lǐng)域，將開展探月工程三期任務(wù)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“繞、落、回”三步走戰(zhàn)略。

“十三五”期間，嫦娥四號(hào)任務(wù)全面啟動(dòng)，嫦娥五號(hào)進(jìn)入決戰(zhàn)階段，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)加速全球組網(wǎng)，天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)發(fā)射對(duì)接，高分三號(hào)衛(wèi)星、風(fēng)云四號(hào)氣象衛(wèi)星以及硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡探測(cè)衛(wèi)星、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星等空間科學(xué)新型衛(wèi)星將實(shí)施發(fā)射……多項(xiàng)重要航天任務(wù)即將實(shí)施。