长征五号B火箭首飞成功 我国载人航天“第三步”任务开启

日期:05-06
长征五号载人航天

原标题:长征五号B运载火箭首飞成功我国载人航天工程“第三步”任务开启

为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭5日在海南文昌首飞成功,正式拉开我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。

5日18时0分,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,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。

长征五号B全长约53.7米

是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭

长征五号B以长征五号运载火箭为基础改进研制而成,主要承担着我国空间站舱段等重大航天发射任务。长征五号B全长约53.7米,芯一级直径5米,捆绑4个直径3.35米助推器,整流罩长20.5米、直径5.2米,采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂,起飞质量约849吨,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。

建设具有国际先进水平的空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题,是我国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步的任务目标。据介绍,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。

这次任务正值新冠肺炎疫情肆虐蔓延之际,工程全线坚决贯彻党中央关于统筹推进疫情防控和经济社会发展的决策部署,采取封闭式管理、远程化会诊、全系统协同等方式,精简人员规模、优化测试流程、严格疫情防控。面对长征七号甲和长征三号乙运载火箭发射失利带来的严峻考验,工程全线深入开展质量整顿,高质量完成故障剥离和举一反三工作。针对此次任务准备期间发生的质量问题,严格按“双五条”归零标准,既抓技术问题归零又抓思想问题归零,既走专家路线又走群众路线,既重技术改进提高又重管理责任强化,确保了任务进度与质量的有机统一。

1992年,党中央作出实施载人航天工程“三步走”发展战略。经过20多年独立自主发展和接续奋斗,已先后组织实施16次重大飞行任务,实现11名航天员共14人次太空飞行和安全返回,圆满完成第一步、第二步全部既定任务。

这次发射的运载火箭及搭载的试验船和试验舱,分别由中国航天科技集团有限公司所属的中国运载火箭技术研究院和中国空间技术研究院、中国航天科工集团有限公司所属的第二研究院抓总研制。

这是长征系列运载火箭的第331次飞行。

我国将于2022年前后发射4艘载人飞船

航天员乘组已选定

我国计划2022年前后建成空间站,其间将发射4艘神舟载人飞船。目前,执行飞行任务的航天员乘组已经选定,正在开展任务训练。

在5日晚召开的长征五号B运载火箭首次飞行任务新闻发布会上,中国载人航天工程办公室主任助理季启明透露了上述消息。

当晚,长征五号B首次飞行任务取得圆满成功,拉开了我国空间站在轨建造阶段飞行任务的序幕,为后续空间站核心舱、实验舱发射奠定了坚实基础。

按计划,我国空间站将于2022年前后完成建造,一共规划12次飞行任务。季启明介绍说,此次任务后,将先后发射天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱,进行空间站基本构型的在轨组装建造;其间,规划发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船,进行航天员乘组轮换和货物补给。

目前,我国空间站核心舱已完成正样产品总装,问天实验舱和梦天实验舱正在开展初样研制,空间科学应用载荷已陆续转入正样研制。季启明说:“执行空间站建造阶段4次飞行任务的航天员乘组已经选定,正在开展任务训练。”

季启明介绍,我国第三批预备航天员选拔工作也将于今年年中完成。

长征五号B运载火箭是在长征五号运载火箭基础上改进研制的,主要用于我国空间站舱段发射等重大航天任务,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。

解码长征五号B火箭:

四大“黑科技”打造空间站“专属列车”

为了当好运送空间站舱段的“专属列车”,长征五号B运载火箭开展了多项技术攻关和创新,掌握了一批具有自主知识产权的核心技术。记者采访相关专家,解码长征五号B火箭的四大“黑科技”:

——“黑科技”之一:超大整流罩研制

长征五号B火箭整流罩直径5.2米,长度20.5米,相当于六层楼房的高度,是目前中国最大的整流罩,专门为装载空间站舱段量身打造。

为了改善气动特性,火箭整流罩采用流线型的冯·卡门曲线外形,可以更好地减小空气阻力,减轻载荷影响。同时整流罩分离采用了旋转式分离方案,确保超大整流罩可以安全、可靠地实现分离。

——“黑科技”之二:“零窗口”发射

为了满足空间站交会对接的要求,长征五号B火箭需要做到“零窗口”发射,将发射时间误差控制在1秒以内。作为中国首个实施“零窗口”发射的低温火箭,长征五号B火箭需要综合权衡好“提前量”和低温推进剂“蒸发”的“消耗量”的关系。

长征五号B运载火箭总设计师李东介绍称,研制团队通过可靠性分析和试验,实现了关键系统可靠性提升;通过射前流程优化,提高了各系统对“零窗口”发射的适应性。

——“黑科技”之三:大直径舱箭分离

空间站舱段和长征五号B火箭的连接接口直径超过4米,舱箭分离需要考虑可靠性、冲击环境等多方面因素,既要确保安全分离,又要尽量将分离过程中出现的冲击环境等不利影响降到最低。

为此,研制团队采用了“隔冲框+阻尼盒”的降冲击方案,并应用“颗粒阻尼技术”,实现减振降噪的效果。经过试验验证,舱箭分离界面的分离得到有效改善。

——“黑科技”之四:大推力直接入轨

作为一级半构型的火箭,长征五号B火箭没有单独的调姿和末速修正系统,而是利用一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道。在一级发动机关机时,约140吨的推力在几秒钟之内消失,相当于一辆高速行驶的火车突然“刹车”,还要稳稳停靠在指定位置。

李东表示,为了满足入轨精度、分离安全等方面的更高要求,研制团队开展了入轨姿态控制、入轨精度控制、分离安全控制等方面的技术攻关。通过采用姿态控制增益优化和复合制导方法,提高火箭姿态控制精度,降低制导误差对精度的影响,使火箭在分离时处于最佳“姿态”和最准位置。同时,增加了2枚离轨火箭,使火箭一级箭体可以及时避开空间站舱段的轨道面,提高了舱箭分离的安全裕度。

同是“胖五”长五B与长五有何区别?

值得一提的是,长征五号B运载火箭与长征五号运载火箭同属于长征五号系列火箭“家族”,是目前中国运载能力最大的系列火箭。虽然外形上有些相似,但两型火箭在设计、用途等方面存在很多不同。

从构型上看,长征五号运载火箭采用两级半构型,长征五号B运载火箭采用一级半构型。从外观上看,长征五号B火箭的超大整流罩是其最突出特点,比长征五号整流罩长了近8米,是中国最大的火箭整流罩。从用途上看,长征五号运载火箭主要用于发射高轨道的大型卫星以及各类深空探测器,比如嫦娥五号月球探测器、火星探测器等;长征五号B运载火箭主要用于发射近地轨道的大型卫星及飞船,比如载人空间站的核心舱和实验舱等。从运载能力上看,长征五号火箭地球同步转移轨道(GT0)运载能力约为14吨,长征五号B火箭近地轨道(LEO)运载能力不小于22吨。

据长征五号B运载火箭总指挥王珏介绍,从立项到首飞,长征五号B火箭经历了近十年的研制历程。“作为专门为载人航天工程空间站建设而研制的一型新型运载火箭,长征五号B火箭的首飞成功,标志着空间站工程建设进入了实质阶段。”王珏说。

中国空间站集齐“火箭天团”

至此,参与我国空间站建设的“长征火箭天团”成员——长征二号F、长征七号、长征五号B已经全部到位。

长征五号B运载火箭,在“火箭天团”成员中最为亮眼——块头最大,运力最强。

它宽敞的空间,也是为发射中国空间站核心舱和实验舱而准备。按照规划,后续长征五号B将发射核心舱,然后发射实验舱、神舟飞船、天舟飞船等,像“搭积木”一样搭起空间站。

长征五号B火箭的运载能力是我国现役火箭中最大的,近地轨道运载能力达到22吨,让我国发射较大规模的航天器成为可能,比如空间站的各个舱段,重量达到20吨以上,只有长征五号B火箭能够发射。

在此之前,我国近地轨道运载能力约为8.8吨左右(长征二号F火箭)。

长征五号B火箭的首飞成功,进一步奠定了我国大型运载火箭世界第一梯队的地位,与俄罗斯质子-M火箭、美国猎鹰-9火箭、德尔塔IV火箭、欧洲阿丽亚娜-5火箭的运载能力相当。

同时,长征五号B火箭也是我国新一代运载火箭系列化发展的代表之一,将为后续重型运载火箭的研制提供重要技术积累。

如今,长征五号B火箭首飞成功,意味着载人航天空间站建设进入实质阶段。未来三位“长征火箭天团”成员将携手合作,承担起我国空间站舱段、载人飞船、货运飞船的发射任务,助力中国空间站早日建成。

本组稿件综合新华社、人民日报、中青报、国际在线、上游新闻

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