热烈祝贺长征五号B运载火箭首飞成功
在连接几次发射出现问题之后(请参阅我之前对长征七号甲和长征三号乙运载火箭发射失利的分析文章),航天部门顶住了压力,昨日18时0分,成功实现了长征五号B运载火箭的首飞,这也是长征系列运载火箭的第331次飞行。
长征五号B搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱(即可以载人,也可以运货),从文昌航天发射场点火升空。约488秒后,载荷组合体与火箭成功分离进入预定轨道,我国空间站阶段的首次飞行任务告捷。
简单来说,这次发射有何独特之处?
长征五号B以长征五号运载火箭为基础改进研制而成,近地轨道运载能力大于22吨,是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭,稳居世界第一梯队,如下表所示(第一名由马斯克的SpaceX 所保持)。
运载能力越大,意味着一次载重越多,可以执行的任务越多,特别是即将展开的空间站建设工作。
相对于关注远程运送的长征五号火箭(大约3万6千公里外的地球同步轨道、38万公里外的月球和最近距离也有5千万公里的火星),长征五号B专注于高度200至400公里的近地轨道,这正是我国空间站建设的主战场。
目前我国航天任务采用较多的是多级火箭,即一级发动机接下一级发动机,像接力赛跑一样,持续加速,但是控制较为复杂。长征五号B火箭则是采用了我国现役火箭中独一无二的设计:如下图所示,在一级上捆绑4个助推器,从点火到入轨一气呵成。因此,它比长征五号轻了20吨,断了大约三米(大家从下面这幅图中可以看到这种设计中四个助推器的清晰模样。)
这种方式效果如何?长征五号B首飞成功,验证了火箭总体方案、各分系统方案的正确性、协调性,突破了大尺寸整流罩分离技术、大直径舱箭连接分离技术、大推力直接入轨偏差精确控制技术等一批新技术,为我国空间站在轨建造任务奠定了重要基础。
长征五号B火箭拥有目前我国最长最大的整流罩,整流罩长达20.5米,相当于6层楼高,直径达到5.2米。为了改善气动特性,该整流罩采用了冯·卡门曲线外形。冯·卡门曲线是一种非线性曲线,可以更好地减小空气阻力,减轻载荷所受影响。
(八卦一下,这位冯·卡门,就是这几天关于“虎门大桥抖动”新闻中经常提到的“卡门涡街”理论的提出者。他是加州喷射推进实验室(JPL)的创建人、首位主任,也曾是钱学森、胡宁、郭永怀、林家翘在加州理工学院时的导师。)
那么, 长征火箭下面还肩负着哪些艰巨的任务?
中国的下一阶段探月工程、载人航天工程和火星探测计划,都亟需大推力运载火箭。例如,旨在实现月球表面着陆并返回地球这一目标的嫦娥五号(计划今年12月升空)重达8吨,除了长征五号,没有其他现役中国火箭能将其送上月球。
重达20吨的空间站核心舱只能由长征五号送入近地轨道。预定2020年夏天发射的火星探测器“天问一号”也同样依赖于长征五号。此外,旨在取代神舟系列的中国新一代载人飞船、太空望远镜也在等待具有足够推力的运载火箭。
长征五号乙运载火箭在完成首飞之后,2021年至2023年间将用于发射天宫号空间站的天和号核心舱、问天号实验舱、梦天号实验舱和巡天号光学舱。
不论是新时代的“前浪”还是“后浪”,我觉得,航空事业都值得我们去关注,它是人类探索未来的最前沿,代表着下一波的浪潮!
崔哥关于航天的文章: