金牌火箭托舉"嫦娥" 專家憶運載火箭的"長征"路
新的發(fā)射方式使探月工程后續(xù)發(fā)展和深空探測具有了一種“全新”的能力
日照下的川西南城市西昌，明凈溫暖。長征三號丙火箭(以下簡稱長三丙火箭)整裝待命，等待著將“嫦娥二號”衛(wèi)星送入太空，再次開啟中國的探月之旅。
在北京，從天安門起步，沿中軸線往南十多公里，即可達到研制長三丙火箭的中國航天科技集團公司所屬的中國運載火箭技術(shù)研究院。8月29日，長三丙火箭發(fā)射試驗隊正是從這里出征前往西昌衛(wèi)星發(fā)射基地。
本刊記者走進研究院內(nèi)的中華航天博物館，這是目前中國航天技術(shù)最大的展示窗口。這里陳列、“運行”著我國各種型號的衛(wèi)星實體和模型，在主展示廳里“長征一號”、“長征二號”、“長征三號”火箭并排矗立，長達40多米的“長征四號”運載火箭則似一條巨龍靜臥在旁。
“此次承擔(dān)‘嫦娥二號’發(fā)射任務(wù)的長三丙火箭，是長征三號甲系列火箭中的一員，屬于大型低溫液體運載火箭。”在“嫦娥二號”奔月前夕，中國運載火箭技術(shù)研究院院長李洪接受《瞭望》新聞周刊采訪時介紹說，與其他運載火箭相比，長三丙火箭雖沒有身經(jīng)百戰(zhàn)的經(jīng)歷，但作為長三甲系列火箭中的一個構(gòu)型，在充分繼承長三甲、長三乙運載火箭的成熟技術(shù)上，長三丙火箭具有技術(shù)性能先進、高可靠性、運載能力適中、適應(yīng)能力強等特點，這使其成為了執(zhí)行“嫦娥二號”發(fā)射的首選火箭。
從“固定靶”到“移動靶”
“嫦娥二號”衛(wèi)星將直接“奔月”，由運載火箭直接送入近地點200公里、遠地點約38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道，大大縮短了衛(wèi)星奔月的時間，減少了衛(wèi)星燃料的消耗。
“如果拿打靶作比方，以往的軌道是打固定靶，而發(fā)射‘嫦娥二號’則是打移動靶。因為月球和地球的相鄰位置是不斷發(fā)生變化的，所以，將‘嫦娥二號’送入地月轉(zhuǎn)移軌道，意味著要在一個確定的時間、確定的位置把衛(wèi)星送入到一條確定的軌道。這對運載火箭的速度和推進力提出了更高的要求，也對火箭的入軌精度和入軌速度提出了嚴(yán)苛的要求。”李洪告訴本刊記者，此次發(fā)射是長征系列運載火箭首次發(fā)射地月轉(zhuǎn)移軌道有效載荷，將驗證探月工程發(fā)射的關(guān)鍵技術(shù)，其發(fā)射成功將進一步擴展長征三號甲系列火箭的適應(yīng)能力。
相對于“嫦娥一號”衛(wèi)星，“嫦娥二號”衛(wèi)星增加了技術(shù)試驗分系統(tǒng)，重量增加了130多公斤，總重量達到2.48噸。同時，專家們考慮到地月轉(zhuǎn)移軌道需要推力更大的火箭把衛(wèi)星奔月的初速度提升到近11公里/秒。而有著兩個助推器的長三丙火箭的運載能力為3.8噸，恰好介于長三甲的2.6噸和長三乙的5.5噸之間，正好可以滿足軌道和推力的要求。
李洪介紹說，為了滿足發(fā)射“嫦娥二號”任務(wù)的地月轉(zhuǎn)移軌道、準(zhǔn)時發(fā)射、多窗口、高可靠等需求，運載火箭對整流罩、控制系統(tǒng)箭上軟件、常規(guī)和低溫發(fā)動機、利用系統(tǒng)傳感器以及地面發(fā)射支持系統(tǒng)等方面進行了改進，對遙測參數(shù)、延時存儲器和利用控制機配套數(shù)量等進行了調(diào)整。
“其中，最為關(guān)鍵的兩項技術(shù)研究，是地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射技術(shù)及多窗口發(fā)射技術(shù)。”李洪告訴本刊記者，為了進一步確保準(zhǔn)時發(fā)射的可靠性，長三甲系列型號還確定了9項可靠性增長措施。
運載火箭的“長征”路
“運載火箭技術(shù)是航天技術(shù)最基本的組成部分，是奪取空間優(yōu)勢的核心能力，是開發(fā)和利用空間資源的前提。”李洪分析說，世界上各航天大國都把發(fā)展先進的航天運載技術(shù)作為保持其領(lǐng)先地位的戰(zhàn)略部署之一。
從1970年“長征一號”火箭成功發(fā)射“東方紅一號”衛(wèi)星以來，中國“長征”系列運載火箭走過從常規(guī)推進到低溫推進、從串聯(lián)到捆綁、從一箭單星到一箭多星、從發(fā)射衛(wèi)星載荷到發(fā)射飛船的技術(shù)歷程。
李洪告訴記者，目前，長征系列火箭目前擁有四大系列十多種型號，具有發(fā)射低、中、高不同軌道，不同類型衛(wèi)星及載人飛船的能力，近地軌道運載能力達到8.5噸，太陽同步軌道運載能力達到5.9噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力達到5.5噸。其已經(jīng)完成了上百次航天發(fā)射，進一步表明“長征”火箭已成為中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)和較強國際競爭力的高科技產(chǎn)品。
進入21世紀(jì)以來，長三甲、長三乙、長三丙火箭成為我國發(fā)射國內(nèi)國外各類應(yīng)用衛(wèi)星的主推產(chǎn)品，承擔(dān)著國內(nèi)民用、商業(yè)及國外衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)艱巨而繁重的任務(wù)，2006年至今，長三甲系列火箭迎來了前所未有的發(fā)射高峰期。
隨著國外運載技術(shù)的發(fā)展，李洪指出，應(yīng)看到我們的差距仍然存在。著眼未來，我國運載火箭的發(fā)展主要是完成無毒無污染的新一代運載火箭研制，形成包括大型、中型、小型運載火箭在內(nèi)的新型運載火箭系列，并逐步實現(xiàn)運載火箭更新?lián)Q代，其運載技術(shù)將達到國際主流商業(yè)運載火箭的水平，滿足衛(wèi)星、載人飛船、貨運飛船、空間站、大型月球探測器等多種有效載荷的發(fā)展。
據(jù)透露，我國新一代大運載火箭——長征五號運載火箭已經(jīng)開始研制，拉開了我國新一代運載火箭研制的序幕。□(文/《瞭望》新聞周刊記者袁元實習(xí)生高亞男)
