长征八号首飞告捷

图为12月22日12时37分，我国自主研制的新型中型运载火箭长征八号首次飞行试验，在中国文昌航天发射场顺利实施，火箭飞行正常，试验取得圆满成功。新华社记者 周佳谊 摄

当人们还沉浸在嫦娥五号带回月球“土特产”的兴奋中时，中国航天再踏征程。

12月22日12时37分，长征八号运载火箭在海南文昌点火升空，将1颗新技术试验卫星和4颗实验小卫星送入预定轨道，首飞圆满成功。

长征八号由中国航天科技集团中国运载火箭技术研究院抓总研制。作为我国一款新型中型运载火箭，它是怎样诞生的？与其他现役型号相比有哪些特别之处？记者在文昌航天发射场，近距离了解了这位长征家族的新成员。

和“胖五”相比，长征八号有自己的看家本领

从天津港出发，长征八号走海路抵达海南文昌清澜港，随后“住”进临时的家——垂直总装测试厂房。记者到厂房时，长征八号首飞任务试验队正在进行一场发射前的合练，相当于提前演练一遍火箭发射全流程，为正式发射做准备。

长征八号长啥样？从视觉上看，箭体白色，标注有“中国航天”和“CZ-8”字样，整流罩上还印有一面鲜艳的五星红旗。站在厂房一层抬头望，火箭高入云霄。从数据上看：它由两个芯级和两个助推器构成，助推器算半级，所以属两级半构型火箭；身长约50.3米，芯一级直径3.35米，芯二级直径3米，同时捆绑2个2.25米直径的助推器，起飞质量约356吨，起飞推力约480吨。

和“胖五”（长征五号）相比，长征八号虽不能凭个头取胜，但有自己的看家本领。“我国现役常规运载火箭中，主打太阳同步轨道的火箭运载能力为1吨到3吨级，而3吨级到5吨级还缺少一型合适的火箭。”长征八号火箭总体副主任设计师陈晓飞告诉记者，长征八号可以通过调整助推器数量，形成不同的能力。它的700公里太阳同步轨道运载能力是5吨级，去掉两个助推器后，能力达3吨级。

主要发射3吨到5吨级太阳同步轨道卫星，兼顾近地轨道和地球同步转移轨道发射，填补我国在太阳同步轨道的运载能力空白，正是长征八号的使命。

填补太阳同步轨道卫星发射能力空白，满足中低轨高密度发射需求

太阳同步轨道，又称近极地太阳同步卫星轨道，其轨道平面可绕地轴旋转，旋转周期与地球公转周期一致。因此，每当卫星经过同一地点上空时，总能保持相同的日照条件，极适合气象、对地观测。我们熟悉的风云气象卫星和海洋卫星等遥感卫星一般都采用这个轨道。

在科研方面，太阳同步轨道也大有作为。12月10日，长征十一号运载火箭以“一箭双星”的方式搭载“引力波暴高能电磁对应体全天监测器”（GECAM）卫星，将其送入预定轨道。GECAM卫星就在太阳同步轨道，是中科院抓总研制的科技先导卫星，用于观测太阳风暴、太阳黑子等。

此前，长征二号丙、长征二号丁、长征四号和长征六号火箭也可以发射太阳同步轨道卫星，但能力有限。比如，长征四号的太阳同步轨道能力为3吨级，长征六号为1吨级，太重的卫星推不上去。

新一代大型运载火箭长征七号力气大，近地轨道运载能力13.5吨，而长征五号B运载火箭达25吨，不可以用它们来发射太阳同步轨道卫星吗？

“能力上可行，但是好比‘大马拉小车’，性价比低。”长征八号火箭总指挥肖耘解释道。目前对互联网卫星，低轨移动、太阳同步轨道较大吨位发射需求非常旺盛，“预计在‘十四五’期间，太阳同步轨道卫星将占到我们国家未来发射卫星的50%到60%，所以急需量身定制长征八号这型火箭。”

整流罩位于火箭顶部，是保护卫星、飞船等有效载荷顺利进入太空的“金钟罩”。长征八号采用4.2米直径的整体吊整流罩，“由于它的大整流罩优势，可以实现多星发射，比方说几百公斤的卫星，长征八号可以一次搭载多个，便于多星组网。”肖耘说。

此次长征八号首飞执行一箭五星的发射任务，将卫星送入轨道高度512公里的太阳同步轨道。

由于本次发射情况特殊，高空风速过大，最终选择调整发射时间

“我们一开始瞄准的发射时间比实际发射时间早。”长征八号火箭副总设计师吴义田说，在预计发射前一天，发射场上空监测到高空风异常，根据气象商会结果，决定将发射时间推迟到12月22日。

火箭发射是一项高风险的复杂系统工程，极易受雷电、温度、风力等环境因素影响；诸多因素中，又属高空风影响最为突出。

高空风一般在距地面4公里到20公里处。据长征八号火箭控制系统主任设计师潘豪介绍，火箭穿越大风区时会遭受强烈的气流冲击。“人在骑自行车时，如果侧面突然吹来一阵大风，会被吹偏。在高空，这种横向侧风比我们在陆地上感知的风强得多，会影响火箭的飞行姿态。如果风速过大，还可能导致箭体弯曲变形，火箭结构损坏甚至解体。”

为了顺利闯过高空风这道空中“关卡”，观测、预报高空风，必要时调整发射时间以避开恶劣风况，是火箭发射前的必要环节。此外，火箭研制者也开展相关研究，采取措施降低高空风对火箭发射的影响，包括统计近10年发射场上空的风速、风向等情况，在火箭设计阶段就根据最大概率会出现的风向和风速开展针对性设计等。

每次发射前，技术人员都会对发射日高空风进行测量和预报，通过设计火箭飞行程序角进行高空风补偿。“人在风中打伞，为了拿稳伞，习惯将伞的方向对准风的来向，以消除横向载荷。高空风补偿的方法和打伞的原理差不多。”吴义田说。

长征八号还采用了自主抗干扰控制等应对高空风的新方法。“火箭在飞行过程中能够一边辨识一边补偿干扰，相当于火箭感受到风吹过来后，可以做相应的动作来减弱风的干扰。”潘豪介绍称，由于本次发射情况特殊，高空风速过大，稳妥起见，最终选择调整发射时间。

为火箭重复使用探路，发动机推力调节技术首次工程应用

火箭回收，通常指火箭发射后可以二次启动发动机并返回指定回收地点，能大幅降低空间运输费用，是运载火箭的发展趋势之一，多国都对此展开探索。2015年，美国太空探索技术公司（SpaceX）发射的“猎鹰9”火箭成功着陆回收，开启了火箭垂直回收时代。

长征八号，正是长征家族探索火箭重复使用技术的“先行军”。“有这么几项技术是必须攻克的，包括发动机推力调节技术、着陆缓冲技术、控制（着陆速度）的技术等。”肖耘说。

发动机推力调节，相当于让火箭返回时“收油门”。长征八号在飞行中对液体火箭发动机进行节流控制，这在我国运载火箭中是首次工程应用。

发动机推力降低，火箭才可控、好控、能回。“打个比方，我们现在火箭回收时的重量只有40吨，但是火箭有4台发动机，每台发动机推力120吨，即使关掉3台，1台还有120吨的推力；40吨的质量，120吨的推力，推力大于质量，火箭就被推着往上走，难以实现落地回收。”肖耘告诉记者，此次长征八号对发动机“收油门”的技术进行了验证，即通过推力调节技术减小发动机推力，提升火箭任务适应性，也为我国重复使用运载火箭研制打下基础。

据了解，此次首飞的长征八号运载火箭为“一次性”，仅进行可重复和智慧火箭相关技术的部分验证，除发动机推力调节技术外，还包括在线辨识二级滑行段飞行故障，验证特定故障工况下自主进行姿态控制重构的能力，提高运载火箭的智慧化水平。

后续，技术验证成熟后，长征八号运载火箭改进型计划实现芯一级与助推器整体垂直回收与重复使用。

长征八号实现型号快速集成研制，降低发射成本

12月16日上午8时20分，蒙蒙雨雾中，载着长征八号运载火箭的活动发射平台缓缓驶出垂直总装测试厂房，在参试人员的护送陪伴下，转运至发射区。

在文昌航天发射场，长征五号运载火箭的发射塔架距离海边仅850米。11月24日，长征五号遥五火箭正是从这里点火升空，送嫦娥五号探测器踏上地月之旅。与长征五号发射塔架相隔600多米，就是长征七号运载火箭的发射塔架，高度85.8米，相当于30层楼那么高。

其他型号的火箭研制通常配套专属的发射工位和相关设备，但长征八号有些例外，立项之初就没有自己的发射工位，首飞“借用”了长征七号的塔架。

长征八号是“吃百家饭”长大的，它的芯一级和助推器与长征七号是“同款”，芯二级实际上是长征三号甲系列火箭的三子级；尽管长征八号的氢氧发动机模块与长征五号的不完全相同，但经过长征五号今年3次飞行验证后，证明相关技术具有可靠性。

“长征八号研制遵循的是‘模块化、系列化、组合化’的思路，继承在役型号的产品和技术，借鉴已有的试验验证结果，实现型号快速集成研制。”长征八号火箭副总指挥段保成说。

“航天发射的成败永远是第一位的，可靠性永远是第一位的，由于应用了成熟的模块，长征八号这型火箭可靠性较高。但研制火箭不是搭积木，简单地将成熟技术放在一起并不能造出新火箭。”肖耘告诉记者，长征八号走的是集成创新的路子，采用多种技术解决了不同模块不相适应的问题。

长征八号火箭也是我国首个研制中未开展全箭模态试验的中大型火箭，采用了虚实结合的模态分析技术，为后续其他大型、重型火箭的模态综合技术奠定了基础，大幅缩短研制周期，降低研制费用。

“我们的目标是以后尽可能快速、简洁地发射火箭，甚至‘一键发射’。”肖耘说，后续还会研制融合型长征八号火箭，通过提升工艺方法、一体化设计等降低生产成本和配套成本，提高性价比。

“十三五”新一代运载火箭发射任务圆满收官，飞天之路走向更深更远

长征八号首飞，是2020年中国航天第38次发射，也是中国长征系列运载火箭第356次发射。至此，中国航天“十三五”期间新一代运载火箭发射任务圆满收官。

运载能力有多大，航天的舞台就有多大。火箭是目前人类克服地球引力、进入空间的唯一工具，其运载能力是国家航天实力的直接体现。“长征八号火箭作为新一代运载火箭一员，完善了火箭型谱。”肖耘说，火箭型谱化发展的优势是能覆盖不同任务需求，提升中国航天进出空间的能力。

值得一提的是，作为我国未来中低轨发射的主力火箭，长征八号是首款国家立项的面向商业市场的运载火箭。“长征八号既承担国家建设航天强国任务，也服务于社会市场需求。”肖耘表示，长征八号更多以市场需求为导向，“考虑到现在国际形势变化，我们的目标就是要瞄准有国际商业竞争力的一型火箭。”

从无到有，从有到优。前不久，中央经济工作会议部署明年重点任务，第一条就是“强化国家战略科技力量”。以航天为代表的重大战略型科技领域往往面临投资强度大、投入周期长、技术难度高、学科交叉广等问题，不能单靠市场机制保障，而要发挥新型举国体制优势，努力实现科技自立自强。

“中国航天60多年的成就，就是在自主创新的道路上一步步走过来的，以长征八号为代表的我国新一代运载火箭研制充分体现了这一点。”长征八号运载火箭总设计师宋征宇说。

1970年4月24日，长征一号火箭首飞成功，发射我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”，实现了从原来研制导弹武器到开始研制运载火箭的转变。经过半个世纪的发展，中国长征系列运载火箭经历了由常温推进剂到低温推进剂、从串联到并联、从一箭单星到一箭多星、从载物到载人的技术跨越，基本覆盖了低、中、高等不同类型轨道，中国进出空间的能力稳步提高。

2020年，我们一路逐梦星辰，嫦娥奔月、北斗组网、天问探火……以长征系列运载火箭为代表的大国重器，将托举中国航天梦走向更远的太空。（本报记者 柴雅欣 叶源昊 自海南文昌报道）

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