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助“天问”飞天的最大“功臣”有何不同?

2020年07月23日 19:03  |  来源:人民政协网
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人民政协网北京7月23日电(记者 王硕 通讯员 姜哲) 伴随着震耳欲聋的轰鸣声,在长征五号遥四运载火箭的托举下,我国首次火星任务的探测器——“天问一号”升空并进入预定轨道。这意味着中国正式进入“行星探测”时代。在航天领域,运载火箭是开展一切航天活动的前提和基础,运载火箭的能力决定了探索太空的步伐和在全球“太空俱乐部”中的会员等级。在运载能力为王的太空时代,谁拥有更强的火箭,谁就掌握更大的主动权。那这次成功执行任务的火箭有何特别?运载力最大

本次承担任务的火箭是长征五号运载火箭。由航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制。因为体型比其他长征火箭更加宽大,长征五号运载火箭也被亲切的称呼为“胖五”。

“胖五”全长近57米,起飞重量约870吨,起飞推力超过1000吨,地球同步转移轨道(GTO)运载能力可达14吨,是目前我国运载能力最大的火箭。

在“胖五”出现之前,我国火箭在不同轨道的最大运载能力分别为地球同步转移轨道(GTO)约5.5吨(长征三号乙火箭)和近地轨道(LEO)约13.5吨(长征七号火箭),长征五号火箭的出现极大的提高了这些数字。

“作为我国首型5米芯级直径的大火箭,长征五号火箭地球同步转移轨道运载能力可达14吨左右,为建设空间站而研制的长征五号B火箭近地轨道运载能力可达25吨。”长征五号火箭总设计师李东介绍到。

此次发射的“天问一号”火星探测器重量接近5吨,由环绕器、着陆器和巡视器组成,比“嫦娥四号”月球探测器重了一吨多,是目前我国发射的重量最重的深空探测器。在世界范围看,达到这一重量的火星探测器也是屈指可数。

因此,承担这一任务的非“胖五”莫属。

“此次发射成功表明,依靠长征五号火箭强大的运载能力,我国行星探测之旅站上一个新的起点,将使我国深空探测的脚步从月球迈向行星,正式开启行星探测时代”。航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院党委书记、长征五号火箭第一总指挥李明华说。

飞出最快速度

除了更重,这次任务还要求火箭飞得更快。

与以往发射不同,过去火箭载荷基本在地球轨道范围内,分离时达到第一宇宙速度7.9千米/秒即可。而这次要完全摆脱地球引力,去往太阳系内的其他行星或者小行星,即相当于到太阳的行星轨道上。

因此,根据发射任务要求,“胖五”托举“天问一号”火星探测器要求加速到超过11.2千米/秒的速度(即第二宇宙速度),之后完成分离,直接将探测器送入地火转移轨道,开启奔向火星的旅程。

李东表示,“此次发射火星探测器,是长征五号火箭第一次达到并超过第二宇宙速度,飞出了我国运载火箭的最快速度。”

创造火箭发射轨道设计数量新纪录

本次发射的另一特殊之处在于:由于地球、火星与太阳的位置时刻都在变化,长征五号火箭在窗口期内不同时刻的发射轨道也会有所差别,相当于打“移动靶”。

为了让探测器更加精确的入轨,研制团队进行了精细化的“窄窗口多轨道”设计,将每天30分钟的发射窗口细分成3个宽度10分钟的窗口,对应3条发射轨道,14天的窗口期内一共设计了42条发射轨道,这在中国航天的发射历史上是绝无仅有的,创造了单次发射轨道设计数量的新纪录,并首次实现了发射轨道的自动切换。

同时,随着今年5月5日,长征五号B火箭成功首飞,实现了我国空间站阶段飞行任务的首战告捷。在两个半月的时间完成两次发射任务,对于长征五号这样规模庞大、系统复杂的大型火箭而言是极具挑战的。这次发射成功,意味着长征五号火箭向“高密度”发射迈出了坚实的一步。

未来“胖五”将更“忙碌”

随着长征五号遥四火箭将“天问一号”火星探测器送入地火转移轨道,长征五号系列运载火箭已经先后完成了高轨大卫星、载人飞船试验船以及深空探测器三类航天器的发射,成为长征火箭家族中唯一可以胜任三种任务类型的火箭。

未来,长征五号火箭会更加“忙碌”。

比如,长征五号火箭将继续深空探测之旅,在年内发射“嫦娥五号”月球探测器实现对月球样本的采用返回。

作为与长征五号火箭同属的火箭,长征五号B运载火箭将成为我国空间站核心舱和实验舱的“专属列车”。其25吨的运载能力,同时还具备“零窗口”发射、大推力直接入轨、大直径舱箭分离等“黑科技”,将在未来两到三年时间内完成我国空间站舱段的发射。

此外,长征五号系列运载火箭可以同时发射多颗大重量的高轨卫星,以“一箭多星”的形式快速实现卫星“星座”部署。

中国运载火箭技术研究院院长王小军表示,“长征五号火箭进入工程应用阶段,让我国火箭运载能力跻身世界第一梯队,也让我们对浩瀚宇宙的探索有了更大的想象空间,将有力支撑国家重大航天工程的实施,对加快推进航天强国建设发挥重要作用。”

编辑:杨岚

关键词:火箭 长征 五号 发射


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