為了“奔火”，“胖五”有多拼

姜哲 邱晨輝

7月23日，“胖五”即長征五號遙四運載火箭成功將我國首個火星探測器送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。從火箭起飛到探測器入軌，“胖五”的飛行過程約有2167秒?？蓜e小看這半個來鐘頭，為了確保完成任務，這個由中國航天科技集團一院抓總研制的火箭可是做了精心的準備。

為了“奔火”，它到底有多拼？記者采訪了中國航天科技集團一院火箭研制專家。

根據發射任務要求，“胖五”需要托舉火星探測器加速到每秒11.2公里以上的速度，將探測器直接送入地火轉移軌道，開啟奔向火星的旅程。這一速度被稱為第二宇宙速度，也被稱為“逃逸速度”。航天器只有達到該速度，才能完全擺脫地球引力，飛向太陽系內的其他行星。

此前在發射月球探測器時，長征三號乙運載火箭曾經飛出每秒10公里以上的速度。此次“胖五”發射天問一號探測器，在國內首次達到并超過第二宇宙速度，飛出了中國運載火箭的最快速度。

一院專家告訴記者，對于普通發射任務，1個發射窗口只需要設計1條火箭發射軌道。此次任務則不同。

如果把發射比作打靶，發射天問一號探測器就是在打移動靶，因為地球和火星的相對位置在不斷變化，只有不斷調整發射軌道，才能讓探測器入軌更精確，在“奔火”過程中節約燃料。

為此，一院研制團隊對“胖五”的軌道進行了精細化的“窄窗口多軌道”設計。

據測算，此次發射任務有連續14天的窗口期，每天的發射窗口寬度為30分鐘。研制人員將30分鐘的發射窗口細分成3個寬度為10分鐘的發射窗口，分別設計發射軌道，將軌道偏差控制在極小范圍內。任務中，通過軟件還可以實現發射軌道的自動切換選擇。

長征五號火箭總指揮王玨說，一次發射設計如此多的發射軌道，這在中國航天史上絕無僅有。

在“胖五”飛行的2000多秒里，需要經歷多個重要飛行時序——

“胖五”捆綁了4個助推器，主要用于在起飛階段及一級飛行前期提供推力。起飛后約3分鐘，助推器與火箭分離。飛行約6分鐘后，整流罩分離。整流罩主要用于保護探測器免受火箭上升過程中的氣動力、氣動加熱及聲振等有害環境影響。整流罩分離時，火箭已經基本飛出大氣層，進入太空。

王玨說，飛行約8分鐘后，火箭一二級分離，二級發動機第一次點火，繼續加速。二級發動機第一次加速過程大約持續3.5分鐘，之后二級發動機第一次關機，進入大約16分鐘的滑行階段。長時間滑行技術，已經在長征五號遙三火箭發射中進行了驗證。

此后，火箭二級發動機第二次點火，完成最后的“沖刺”，持續時間約為7.5分鐘。二級發動機第二次關機后，“胖五”還需要完成速度修正、姿態調整等過程，最終將探測器送入地火轉移軌道。

更值得一提的是，“胖五”是我國第一型開展全要素、全過程、全生命周期工作策劃的運載火箭，風險管控工作貫穿于型號研制全生命周期的各個階段和環節。王玨說，此次任務從設計風險、產品風險、操作風險和管理風險四個方面，全面識別風險源，梳理并分析火箭可能存在的風險項目，并從設計、分析、試驗、管理上采取了22項措施，將風險降至最低。

他告訴記者，“胖五”研制過程中，研制團隊將設計特性分析與控制確認作為產品質量穩定性和一致性的重要判據，在產品驗收環節進行了重點檢查。經過檢查，全箭共識別設計特性3萬余項，并通過實測數據、驗收復測、直接旁證等6種控制措施全部進行了控制確認，有效管控了火箭產品質量。

現在，你知道“胖五”有多拼了嗎？

（本組文章均摘自7月24日《中國青年報》）