中国航天“新船”成功发射“新箭”!据中国载人航天工程办公室介绍,2020年5月5日,为中国载人空间站项目研制的长征五号乙运载火箭在文昌航天发射场成功发射,运载新一代载人飞船试验船和柔性充气货物返回舱试验舱,首次飞行任务圆满成功。这是中国乃至亚洲火箭首次发射“2万多公斤”宇宙飞船,也是中国载人航天“第三步”任务的前奏。

进入世界第一梯队

中国载人航天工程办公室主任助理纪在发射成功后的新闻发布会上说,长征5号乙遥控1号火箭已经准确地将有效载荷组件送入预定轨道。它搭载的新一代载人飞船试验飞船是为中国空间站的运行和未来载人探月的需求而研制的新一代天地穿梭飞船。这次任务将验证关键技术,如热防护、控制、伞群回收和高速再入期间航天器的部分再利用。与此同时,中国新型空间运载工具的试验装置——柔性充气式货物返回舱试验舱将投入使用,以验证充气式返回舱在轨再入的关键技术。根据飞行程序,试验舱和试验船将在完成在轨试验后分别于5月6日和8日返回东风着陆点。

环球时报记者从航天科技集团第一研究所(以下简称“第一研究所”)了解到,长征5B是在长征5号运载火箭的基础上发展起来的,主要负责中国空间站舱等重大航天发射任务。第一研究院的专家说,长征五号和长征五号乙运载火箭属于长征五号火箭系列,但在设计和使用上有许多不同。

从外观上看,长征5号乙火箭有点“矮胖”。之所以“短”,是因为它采用了第一级半构型(核心级1+助推器+整流罩),其“高度”接近54米,比长征五号二级半构型(核心级1+助推器+核心级2+整流罩)约短3米。“脂肪”反映在整流罩上。长征五号乙的整流罩长20.5米,是目前我国最大的火箭整流罩。相比之下,长征五号的整流罩大约有12.3米长。造成这种差异的原因是长征5b主要用于在低地球轨道发射大型卫星和航天器,如载人空间站的核心舱和实验舱等。,这需要有足够的有效载荷空间和强大的低地球轨道运载能力。据环球时报记者报道,它在低地球轨道上的运载能力超过22吨,是目前中国在低地球轨道上最大的火箭。长征五号乙首飞成功,使中国大型运载火箭在技术上跻身世界第一梯队,相当于俄罗斯质子-M、美国猎鹰-9、德尔塔四号、欧洲阿丽亚娜-5等火箭的运载能力。同时,它也是我国新一代运载火箭系列化发展的代表,将为以后重型运载火箭的发展提供重要的技术积累。

中国载人航天开始“第三步”

纪说,长征五号乙运载火箭的首次成功发射,揭开了载人航天工程“第三步”发展战略任务的“序幕”,拉开了空间站在轨任务的序幕。根据计划,中国空间站将于2022年左右建成。下一步将是相继发射空间站的基本配置在轨组装和建造,包括核心模块、询问模块和梦想模块。长征五号乙火箭将承担发射任务。在此期间,还计划发射4艘神舟载人飞船和4艘天州货运飞船,进行人员轮换和货物补给。其中,长征七号运载火箭负责发射天州货船,长征二号F火箭主要负责向空间站运送宇航员,该火箭已完成13次完美飞行,成功率100%。

目前,中国空间站的核心模块已经完成原型产品的最终组装,第一个询问模块和梦想模块的原型正在开发中。空间科学应用的有效载荷已逐渐转移到原型开发。在空间站建造阶段执行过四次任务的宇航员已经被挑选出来,并正在进行任务培训。此外,中国第三批后备航天员的选拔将于今年7月左右完成。

据《环球时报》记者报道,中国载人航天工程“三步走”发展战略包括:第一步,发射载人飞船,建设初步配套实验载人飞船项目,开展空间应用实验;第二步是突破航天员出舱活动技术、航天器交会对接技术,启动空间实验室,以一定规模和短期关怀解决空间应用问题。第三步是建造一个空间站,以解决大规模和长期载人航天应用的问题。

长征五号火箭的总设计师李东说,长征五号乙火箭在研制过程中,突破了低温火箭的“零窗口”发射技术、大直径舱箭分离技术、直接大推力入轨技术等一系列关键技术,其中许多技术是满足空间站舱需要所独有的。

据报道,长征五号乙火箭为此使用了四种“黑色技术”。一个是超大整流罩。整流罩是运载火箭的重要组成部分,用于保护卫星或其他有效载荷免受空气动力、空气动力加热和声振动等有害环境的影响。第二个是“零窗口”启动。作为未来发射空间站核心模块和实验模块的火箭,空间交会对接任务要求长征5号乙火箭“零窗口”发射,发射时间的精度误差应控制在1秒以内。第三种是分离大直径罐箭头。空间站模块和长征五号乙火箭之间的连接接口直径超过4米。“乘客”和火箭的分离不像下车那么简单。需要考虑许多因素,如可靠性和对环境的影响。有必要确保安全分离,并将分离过程中对环境影响等不利影响降至最低。第四,大推力直接入轨。作为第一级半构型火箭,长征5B没有单独的姿态调整和最终速度修正系统,但使用第一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道。长征五号乙因此成为中国第一枚仅通过助推器和第一级飞行就能携带有效载荷准确进入轨道的火箭。

作为对今年两次发射失败的回应

不可否认的事实是,所有关心中国航天工业发展的人都担心中国火箭最近接连失败。长征五号乙第一次飞行任务的成功实施,扭转了局面。在5日的新闻发布会上,冀坦率地回应了今年两次太空发射的失败。他说,3月16日和4月9日,中国航天发射连续两次失败,这再次显示了航天工业的高风险。中国的太空“长征”永远在路上。一个多月来,模型小组和空间专家们日以继夜地一起工作,专注于战斗,并开展了深入的问题恢复、原因分析、测试验证和其他调零工作。目前,两次失败的断层位置和机制已经基本明确。与此同时,有关部门组织开展了对整个航天计划的全面质量整改和审查,并对原定近期的火箭发射计划进行了适当调整。据纪介绍,载人航天工程是系统最复杂、安全要求最高的航天工程,始终坚持质量第一、安全第一。在前期开展大量质量安全可靠性工作的基础上,针对近期两次发射失败,长征五号乙运载火箭及任务相关系统立即进行了故障剥离和类比,对技术状态和产品质量进行了重新检查和确认,全面排查了风险和薄弱环节,进一步完善了计划,努力把失败的教训转化为宝贵的财富。这次成功发射不仅取得了空间站阶段任务的第一次胜利,也为中国的太空飞行带来了转机,并增强了对后续任务的信心。

根据计划,长征五号系列火箭今年将进行三次发射。长征五号乙第一次飞行后,长征五号将发射中国第一枚火星探测器。之后,嫦娥五号探测器也计划被送往月球取样并返回月球表面。