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长征七号,向着空间站出发

日期:2016/6/29 阅读 ( 100856 )【 来源 : 新民周刊 】
阅读提示:长征七号将发射我国首款货运飞船,实现空间实验室物资运输与补给,同时也将为第三步建成长期有人照料的空间站搭建起“天地运输走廊”。
特约撰稿|程 绩
 
       全新的长征七号运载火箭从距南海边800米的发射平台上腾空而起,拖曳着一束耀眼的白色尾焰,飞越大海,飞向太空。文昌航天发射场的指挥中心里,长征七号运载火箭副总指挥张涛,一直注视着这个全新一代运载火箭,直到尾焰消失在夜空为止。“长征七号的长征之路刚刚开始,未来,它将承担更多使命!”张涛说,“长征七号就像是我们的‘孩子’,送它出征,就像送自己的孩子去高考。”
  长征七号、海南文昌航天发射场双首飞成功!这是又一个载入中国航天历史的夜晚,南海之滨,中国航天事业,拉开空间实验室任务的大幕,踏上了面向大海星辰的新征途。
  “长征七号成功首飞意味着我国空间站的建设已拉开大幕。”长七首飞成功当晚,中国载人航天工程新闻发言人武平表示。
 
一枚全新的火箭
 
  “除了腰围没变,其他都变了”,张涛不止一次对媒体这样介绍“长七”,相比功勋卓著的长征四号,长征七号外形和尺寸大致相似,助推器直径仍然是标准的2.25米直径,芯级直径为3.35米,但中国运载火箭技术研究院的专家强调,“这是一枚全新的火箭”。“新动力、新布局、新环境、新结构、新体制、新测发”,长征七号运载火箭总指挥王小军用6个“新”来形容这个“长征”火箭家族里的小弟弟。
  长征七号可谓八年磨一剑,最根本的变化来自动力系统。它采用了液氧煤油发动机等新技术,一举将我国中型运载火箭低轨道的运载能力由8.6吨提高至13.5吨,达到国外同类火箭先进水平。“心脏”也更强壮了,张涛告诉记者。长七使用全新的动力系统,两台发动机都是新的,全新的液氧煤油发动机。
  除此之外,仅从外观上看,长七的“颜值”更高了,比起此前的长征系列火箭,长七的“腿”明显变长了,更协调、更美观。所谓的“腿”,指的是长征七号的4个推进器,长约27米的助推器,接近现役火箭助推器长度的2倍。这种改变,意味着要对火箭的设计进行全面的更新。传统火箭固定助推器需要两个捆绑点,而长征七号又增加了一个捆绑点,相对现役火箭静定的捆绑方案,载荷、捆绑装置等设计难度大大增加、可靠性大幅提升。
  此外,长征七号是我国第一枚全数字火箭,采用了三维设计,打通了从设计到制造的全三维流程,标志着我国运载火箭迈入了全生命周期数字化的大门。
  “长征七号是开启我国航天事业新征程的奠基工程。”西昌卫星发射中心副总工程师、海南文昌航天发射场建设指挥部主任周凤广说。
  长七首飞成功,国际上赞扬声一片,日本火箭协会理事吉田久信说,“长征七号火箭使用液氧煤油,不仅环保而且成本也大大降低,其近地轨道运载能力非常适合中国今后发射货运飞船等。”法国国家航天研究中心专家热罗姆·维拉分析说,“长征七号可在不变更发动机和火箭各级的情况下加装不同的助推器,并使这些‘模块’协同工作。”
  放眼国际做横向比较,长征七号也丝毫不落下风,俄罗斯的“联盟”系列中型火箭,美国的“安塔瑞斯”火箭、印度的极轨卫星运载火箭和地球同步轨道运载火箭同属中型火箭,长征七号的近地轨道运载能力为13.5吨,太阳同步轨道运载能力是4.5吨,地球同步转移轨道运力达7吨,长七的这些数据已经跻身国际第一梯队,而98%的发射可靠性,更属于国际先进水平。
  预计到2021年长征七号将逐步替代现有的长征二号、三号、四号系列,承担中国80%左右的航天发射任务。
 
拉开空间站建设大幕
 
  长征七号作为我国未来任务量最大的运载火箭,将为我国的空间站搭建起“天地运输走廊”。而它的第一步,就是在明年发射我国首个空间货运飞船——天舟一号,未来,它还将承担中国航天多种类型的发射任务,空间站、载人登月、火星舱、深空探测器……这些中国航天未来的美丽蓝图,都需要长征七号一次次成功发射来实现。
  “长征七号是我国在役主力火箭的‘接班人’,更是我国未来航天发射任务的‘主力军’,它所开启的时代有多壮丽,它的使命就有多光荣”,张涛说。
  我国载人航天工程自上世纪90年代启动,确定了“三步走”的发展战略,目前已实现第一步——发射无人和载人飞船,以及第二步第一阶段——航天员出舱、飞船与空间舱交会对接。当前,载人航天工程进入第二步第二阶段——短期有人照料的空间实验室建设。在这个阶段,长征七号将发射我国首款货运飞船,实现空间实验室物资运输与补给,同时也将为第三步建成长期有人照料的空间站搭建起“天地运输走廊”。
  2010年,中央批准实施空间站工程,计划在2018年前后发射试验核心舱,2022年前后建成我国自己的空间站。这个12年的宏大战略,将分为空间实验室任务和空间站研制建设两个阶段实施。目前正处于空间实验室阶段的攻坚阶段,目标是:突破和掌握货物运输和补给、航天员中期驻留、地面长时间任务支持和保障等技术,开展较大规模的空间科学实验与技术试验,为空间站建造和运营积累经验。
  根据任务目标,空间实验室任务共安排4次飞行任务,长征七号运载火箭首次飞行任务圆满成功后,后续3次飞行任务分别为:今年9月中旬,发射天宫二号空间实验室;10月中旬,发射神舟十一号载人飞船,11月中旬,神舟十一号返回舱实施返回;2017年4月中旬,发射天舟一号货运飞船。其中,天宫二号空间实验室、神舟十一号载人飞船,以及配套长征二号F运载火箭已完成出厂测试;神舟十一号任务航天员乘组已完成定选,正在进行任务强化训练;天舟一号货运飞船和长征七号遥二火箭正在研制生产和总装测试。
  “空间实验室任务之后,我国将真正迈入空间站时代的大门。”武平说。
 
“胖五”更令人期待
 
  在航天科技集团运载火箭技术研究院,工作人员给每一个长征系列火箭都起了一个外号,长征七号叫“七仔”,而今年真正的大明星是“胖五”——即长征五号运载火箭。
  长七首飞成功后,西昌卫星发射中心党委书记王经中宣布,中国新一代大型运载火箭长征五号将在今年下半年在海南文昌航天发射场择机发射。
  “长征五号”系列运载火箭还有个名字,叫“大火箭”,作为我国高度最高、体积最大、也是运载能力最强的火箭,它也将承担后期“嫦娥五号”的发射任务。
  根据公开资料,长征五号火箭有20层楼高,箭体直径达到5米,当之无愧是我国高度最高、体积最大的火箭。据专家介绍,长征五号火箭近地轨道的运载能力达到25吨,比现役火箭运载能力提高了2.5倍以上,是国内目前运载能力最强的火箭。据了解,火箭上配备的三种全新大推力发动机,分别摘得了我国“最大推力液氧煤油发动机”“最大推力氢氧发动机”和“比冲性能最高的火箭发动机”三顶桂冠。
  2006年国家正式批准立项研制长征五号,航天人就一直亲切地称它为“大火箭”:一是外形巨大,光箭体直径就达5米,而目前我国现役火箭箭体直径最大的只有3.35米。二是起飞质量大,长征五号火箭起飞质量约878吨,具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨运载能力。三是作用大,长征五号火箭将完成质的飞跃,大幅提升我国自主进入空间的能力,把中国火箭送入包括美国和俄罗斯在内的世界主流火箭阵营。
  长征七号首飞当晚,探月三期总设计师胡浩说,“有了长征七号打下的良好基础,长征五号的首飞无疑将更为顺畅。如果长征五号今年首飞成功,我们应该和欧洲、日本的火箭水平相当。”按照计划,长征五号将承担发射嫦娥五号、空间站核心舱以及火星探测等具有里程碑意义的重大任务,大幅提高了中国进入太空的能力。而它最终的任务是要执行探月工程三步走“绕、落、回”中的“回”,也就是要帮助嫦娥五号实现月球表面取样,并返回地球。目前,嫦娥五号探测器进入正样研制阶段。
  除了长征五号,更令人兴奋的是我国重型运载火箭近日也有了确切的消息,中国航天科技集团透露,我国15年内有望发射重型运载火箭。在目前的设计蓝图中,重型运载火箭箭体直径近10米,全箭总长近百米,运载能力是现有火箭运载能力的5倍多,超过正在研制的美国下一代运载火箭的运载能力,可满足未来载人月球探测、火星取样返回,太阳系行星探测等多种深空探测任务需求,保障中国在未来宇宙探索和更大更远空间的话语权。
  
链接:到2020年中国在轨航天器数量超过200颗
 
  预计到2020年,中国在轨航天器数量超过200颗,年均发射数量达到30次左右。届时中国航天在核心技术的掌握方面要与美俄传统航天强国相当。
  在载人航天工程领域,中国航天科技集团公司将在“十三五”期间完成空间实验室任务,完成空间站试验核心舱建设。在深空探测领域,将开展探月工程三期任务,目标是实现“绕、落、回”三步走战略。
  “十三五”期间,嫦娥四号任务全面启动,嫦娥五号进入决战阶段,北斗导航系统加速全球组网,天宫二号和神舟十一号发射对接,高分三号卫星、风云四号气象卫星以及硬X射线调制望远镜探测卫星、量子科学实验卫星等空间科学新型卫星将实施发射……多项重要航天任务即将实施。
 
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