任如玉

2019年12月27日晚，我國(guó)長(zhǎng)征5號(hào)火箭順利完成第三次發(fā)射任務(wù)，成功將一顆實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星運(yùn)送到預(yù)定軌道。長(zhǎng)征5號(hào)火箭是我國(guó)目前起飛重量最大，運(yùn)載能力最強(qiáng)的一類火箭，因?yàn)殚L(zhǎng)征5號(hào)火箭的外形非常巨大，網(wǎng)友們紛紛給它起了“胖五”的綽號(hào)。

苦心人 天不負(fù)

“一分鐘準(zhǔn)備！”

“點(diǎn)火！”

八十多年前，當(dāng)中國(guó)工農(nóng)紅軍年輕的士兵，穿著草鞋、舉著火把渡過(guò)于都河，走向未知遠(yuǎn)方時(shí)，他們不曾想到這一走，將走出一個(gè)偉大的名詞——長(zhǎng)征。那時(shí)的他們更不曾想到，幾十年后，中國(guó)航天人把“長(zhǎng)征”這個(gè)偉大的詞印在了國(guó)產(chǎn)運(yùn)載火箭上，用來(lái)書寫記錄中華民族探索茫茫宇宙的遠(yuǎn)征。

1970年4月24日，長(zhǎng)征一號(hào)將我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”成功送入太空，自此拉開(kāi)了長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的漫漫“長(zhǎng)征路”。

長(zhǎng)征五號(hào)于2006年10月正式立項(xiàng)，可謂一波三折。2016年11月3日，長(zhǎng)征五號(hào)遙一首飛，但未能完全成功，點(diǎn)火發(fā)射多次推遲，最后借助上面級(jí)的接力才將實(shí)踐十七號(hào)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。2017年7月2日，長(zhǎng)征五號(hào)遙二發(fā)射任務(wù)失利，在飛行至第346秒時(shí)，芯一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪排氣裝置，在復(fù)雜熱力環(huán)境下局部結(jié)構(gòu)發(fā)生異常，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)推力驟減，搭載的實(shí)踐十八號(hào)衛(wèi)星未能入軌，整個(gè)發(fā)射任務(wù)宣告失敗。

一段記錄兩年前長(zhǎng)征五號(hào)遙二運(yùn)載火箭發(fā)射失利后指揮大廳內(nèi)場(chǎng)景的視頻，在互聯(lián)網(wǎng)上廣為流傳：

視頻中，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)突然出現(xiàn)故障的那一刻，時(shí)間仿佛停止。大廳里的人紛紛站起來(lái)，有人張口驚呼，有人沮喪地雙手抱頭，還有人歪著頭含淚凝思……

這是人們很少看到的中國(guó)航天“異常表情”。年復(fù)一年，一聲聲“正?！保淮未螝g呼，人們?cè)缫蚜?xí)慣了中國(guó)航天的超高成功率。

然而，面對(duì)再高的成功率，我們也不能回避一個(gè)事實(shí)：航天，從來(lái)都是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)的事業(yè)；逐夢(mèng)蒼穹的過(guò)程中，我們創(chuàng)造再多奇跡，挫折都不可避免。

隨后長(zhǎng)征5號(hào)宣布?xì)w零，一切重頭來(lái)過(guò)。這兩次失利給中國(guó)航天事業(yè)造成了很大的影響，空間站、東方紅5號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)以及遙感衛(wèi)星等重要發(fā)射任務(wù)也不斷推遲，航天人開(kāi)始了艱難的排障與改進(jìn)之路?！伴L(zhǎng)征五號(hào)”新型運(yùn)載火箭比以往火箭直徑大了近一倍，95%都是新技術(shù)，由于整個(gè)過(guò)程需要修改設(shè)計(jì)圖紙，因此基本等于是推倒重來(lái)。長(zhǎng)征5號(hào)的試驗(yàn)隊(duì)伍吸取了失敗的教訓(xùn)，對(duì)長(zhǎng)征5號(hào)火箭的每一個(gè)細(xì)節(jié)都進(jìn)行了準(zhǔn)確的試驗(yàn)。在每一次發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車環(huán)節(jié)中，研究人員攻堅(jiān)克難，對(duì)于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)排查，確保了火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

中國(guó)航天人不懼怕失敗，但他們絕不容忍自己失敗。他們?cè)谑Ю笠淮未螉^起，把失敗變成了中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展道路上的階梯；一次次用百折不撓的毅力，擦亮了印在中國(guó)運(yùn)載火箭上的“長(zhǎng)征”名片。

從2019年初的嫦娥4號(hào)成功登陸月球背面，到長(zhǎng)征11號(hào)火箭完成首次海上平臺(tái)發(fā)射，再到北斗導(dǎo)航系統(tǒng)即將完成全球組網(wǎng)……這一年對(duì)于中國(guó)航天來(lái)說(shuō)，2019年無(wú)疑是一個(gè)見(jiàn)證奇跡的年份。

然而，可能中國(guó)航天人覺(jué)得這些消息還不夠令人振奮，于是在2019年的最后一個(gè)星期，他們又給全世界上演了一出“王者歸來(lái)”的重磅戲。12月27日晚上8點(diǎn)45分，被網(wǎng)友們親切地稱為“胖五”的長(zhǎng)征5號(hào)遙三運(yùn)載火箭，在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功升空。歷經(jīng)2000多秒的飛行，“胖五”順利將實(shí)踐20號(hào)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

“胖五”再問(wèn)蒼穹，距離上次發(fā)射失利已過(guò)去了908天。908天，掰開(kāi)這個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字，每一個(gè)參加發(fā)射任務(wù)的航天人都能講出一大堆負(fù)重前行、刻骨銘心的故事。

908天里，火箭研制人員在長(zhǎng)征五號(hào)遙二運(yùn)載火箭的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了200多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)，其中包括發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)改進(jìn)在內(nèi)的9項(xiàng)重大技術(shù)改進(jìn)。“長(zhǎng)五歸來(lái)時(shí)，已經(jīng)不再是以前的長(zhǎng)五?！?/p>

908天里，火箭試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)累計(jì)進(jìn)行了40余次、15000余秒的關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)。要知道，自2001年研制大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)算起，十多年時(shí)間里新研制發(fā)動(dòng)機(jī)16臺(tái)，總共熱試車3萬(wàn)多秒——過(guò)去的兩年多時(shí)間里，他們完成了以前所有工作量的一半。

908天里，托舉火箭升空的文昌航天發(fā)射場(chǎng)開(kāi)展了50多項(xiàng)應(yīng)急演練，組織了兩次實(shí)戰(zhàn)化演訓(xùn)，對(duì)發(fā)射場(chǎng)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行了可靠性升級(jí)，把近50%為首次定崗的任務(wù)人員，培養(yǎng)成了100%通過(guò)上崗考核的優(yōu)秀操作手。

……

這次長(zhǎng)征5號(hào)運(yùn)載火箭的順利發(fā)射，標(biāo)志著中國(guó)航天已經(jīng)成為了世界大推力火箭俱樂(lè)部的一員，中國(guó)終于徹底掌握了重型火箭的技術(shù)。此前像這種大推力運(yùn)載火箭技術(shù)，全世界僅有美國(guó)與俄羅斯擁有，但現(xiàn)在，中國(guó)也擁有了自己的大推力火箭。在未來(lái)，無(wú)論是建造空間站還是進(jìn)行深空探測(cè)，都需要用到這種運(yùn)載火箭。

在這次發(fā)射任務(wù)的直播畫面中，我們可以看到航天工作者們的臉上都掛著自信、激動(dòng)的表情，這表明他們?cè)诖饲?08天當(dāng)中吃過(guò)的苦、受過(guò)的委屈，在這一刻全都變成了勝利的喜悅！中國(guó)航天用實(shí)力印證了“苦心人，天不負(fù)”的至理名言。

“胖五”背后的“秘密”

我國(guó)已有的長(zhǎng)征一、二、三、四系列火箭在幾十年的使用中已經(jīng)十分成熟，在近年的高頻率發(fā)射中成績(jī)斐然，但隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，這些老運(yùn)載火箭的潛力已被深挖殆盡。在設(shè)計(jì)之初，“老長(zhǎng)征們”因?yàn)殍F路運(yùn)輸?shù)南拗?，最大直徑只能做?.35米，且老一代的長(zhǎng)征運(yùn)載火箭都和東風(fēng)系列彈道導(dǎo)彈有或多或少的聯(lián)系。使用的液體燃料雖然推力夠大，但都是不折不扣的劇毒燃料，對(duì)自然環(huán)境和人員健康都會(huì)造成巨大危害。

所有的航天人不約而同達(dá)成了共識(shí)：想太空事業(yè)發(fā)展的更好、更長(zhǎng)遠(yuǎn)，就必須研制下一代運(yùn)載火箭。毫無(wú)疑問(wèn)，長(zhǎng)征5號(hào)就是新一代運(yùn)載火箭的代表。如果說(shuō)以前研制的長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭解決了有無(wú)問(wèn)題，那長(zhǎng)征5號(hào)就是要實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

此次搭載的衛(wèi)星名為實(shí)踐二十號(hào)基于“東方紅5號(hào)”衛(wèi)星平臺(tái)打造。該平臺(tái)為地球同步衛(wèi)星平臺(tái)，發(fā)射主要是為了驗(yàn)證東方紅5號(hào)大型衛(wèi)星平臺(tái)的8大項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。相對(duì)于此前的在軌衛(wèi)星，“東五”是個(gè)不折不扣的大家伙：其起飛重量達(dá)8000kg-9000kg，有效載荷達(dá)到1500公斤-1800公斤，衛(wèi)星的總功率高達(dá)28KW以上，能夠?yàn)檩d荷提供18KW的功率。

根據(jù)資料，“胖五”的運(yùn)載能力為25噸，雖然相較于美國(guó)（土星5號(hào)，140噸）與俄羅斯（能源號(hào)，88噸）還有很大差距，但它的順利升空，標(biāo)志著建造運(yùn)載能力更強(qiáng)的長(zhǎng)征9號(hào)重型火箭已經(jīng)只是時(shí)間問(wèn)題。而這一型火箭，運(yùn)載能力將能夠達(dá)到世界最大的150噸！

“冰箭”“胖五”不一般

長(zhǎng)征5號(hào)的亮點(diǎn)其實(shí)從它“冰箭”“胖五”兩個(gè)外號(hào)就可看出端倪。

“冰箭”的得名和長(zhǎng)征5號(hào)使用的液體燃料有關(guān)。長(zhǎng)征5號(hào)是2006年立項(xiàng)研制的大型低溫液體捆綁式運(yùn)載火箭，而芯級(jí)使用的YF77氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)早在2001年就已經(jīng)立項(xiàng)，這是因?yàn)闅溲醢l(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)是新事物，研制難度更大。與以往的劇毒推進(jìn)劑相比，單位質(zhì)量的液氫和液氧反應(yīng)釋放的能量依然很高，但氫氧反應(yīng)之后的產(chǎn)物是水，對(duì)環(huán)境沒(méi)有什么影響。液氫的沸點(diǎn)只有-252.78℃，液氧的沸點(diǎn)為-183℃，這對(duì)我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)又是一項(xiàng)全新的挑戰(zhàn)。為了讓推進(jìn)劑穩(wěn)定的存放在燃料罐，長(zhǎng)征5號(hào)使用了真空絕緣材料制造的外殼。

“胖五”是長(zhǎng)征5號(hào)的另一外號(hào)，由于長(zhǎng)征5號(hào)的芯級(jí)直徑擴(kuò)大到5米，所以與其他細(xì)長(zhǎng)苗條的長(zhǎng)征火箭相比略顯粗壯。5米對(duì)長(zhǎng)征5號(hào)乃至整個(gè)中國(guó)航天計(jì)劃來(lái)說(shuō)都是一個(gè)關(guān)鍵的數(shù)據(jù)。我國(guó)新一代載人飛船最大直徑4.5米、天和號(hào)空間站核心艙最大直徑4.2米、新一代東方紅5系列超大型衛(wèi)星平臺(tái)重量更是達(dá)到了10噸……要想將新一代航天器送入預(yù)定軌道就必要打破3.35米這個(gè)限制。

當(dāng)時(shí)出于保密需要，我國(guó)的酒泉、西昌、太原航天發(fā)射中心都部署于內(nèi)陸地區(qū)，火箭要運(yùn)輸?shù)桨l(fā)射場(chǎng)就只能坐火車，在這種條件限制下火箭直徑3.35米就是不可逾越的界限。但文昌衛(wèi)星發(fā)射中心的建成使火箭可以走水路坐船前往發(fā)射場(chǎng)，對(duì)船只而言運(yùn)送直徑5米的貨物就沒(méi)有太多的限制，為此我國(guó)專門建造了遠(yuǎn)望21、22兩艘火箭運(yùn)輸船。

當(dāng)前，長(zhǎng)征5號(hào)能夠?qū)?5噸的航天器送入地球近地軌道，能夠?qū)?4噸的航天器送入地球同步軌道，意味著“胖五”的運(yùn)載能力差不多能夠?qū)蓚€(gè)實(shí)踐二十號(hào)送入地球同步軌道。由于采用了模塊化設(shè)計(jì)，未來(lái)長(zhǎng)征五號(hào)擁有較大的升級(jí)潛力，其有效載荷還能夠進(jìn)一步提高，隨著長(zhǎng)征5號(hào)的成功，未來(lái)探月工程、火星探測(cè)以及深空探測(cè)都有了充分的保障。

長(zhǎng)征5號(hào)僅僅是龐大的長(zhǎng)征家族中的一員，除了長(zhǎng)征五號(hào)以外，還有最新研制的長(zhǎng)征7號(hào)全新一代模塊化中型運(yùn)載火箭，其將替代長(zhǎng)征2F、長(zhǎng)征3以及長(zhǎng)征4，完成中國(guó)航天80%的發(fā)射任務(wù)。未來(lái)長(zhǎng)征家族將由新一代巨型火箭、長(zhǎng)征5號(hào)重型運(yùn)載火箭、長(zhǎng)征7號(hào)中型運(yùn)載火箭以及長(zhǎng)征11號(hào)輕小型運(yùn)載火箭構(gòu)成，全部為近年來(lái)研發(fā)的新一代運(yùn)載火箭，這將使得中國(guó)在航天探索能力大大增強(qiáng)。

我們的征途是星辰大海

長(zhǎng)征五號(hào)再次成功發(fā)射，是我國(guó)新一代運(yùn)載火箭的又一次精彩亮相。

發(fā)射運(yùn)載火箭的能力，決定了一個(gè)國(guó)家進(jìn)入太空的實(shí)力。站在新的起點(diǎn)上，長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭還將開(kāi)啟新的“長(zhǎng)征”。未來(lái)，我們進(jìn)行深空探測(cè)、星際暢游，走向遙遠(yuǎn)星辰大海的征途，都離不開(kāi)新一代火箭托舉。

于是我們看到：

2015年9月20日，我國(guó)新一代運(yùn)載火箭的“首發(fā)箭”——長(zhǎng)征六號(hào)運(yùn)載火箭，搭載20顆微小衛(wèi)星飛向天穹，創(chuàng)造了我國(guó)航天發(fā)射“一箭多星”的新紀(jì)錄，填補(bǔ)了我國(guó)多星載荷快速入軌發(fā)射能力的空白；

僅僅5天之后，我國(guó)新型四級(jí)固體運(yùn)載火箭——長(zhǎng)征十一號(hào)，又成功將4顆微小衛(wèi)星送入太空，標(biāo)志著我國(guó)在固體運(yùn)載火箭領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)上取得重大突破；

2016年6月25日，我國(guó)新一代中型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征七號(hào)首飛成功。作為新一代高可靠、高安全、無(wú)毒、無(wú)污染的中型運(yùn)載火箭，長(zhǎng)征七號(hào)近地軌道運(yùn)載能力，比上一代的“金牌火箭”長(zhǎng)征二號(hào)F提高了近60%。

此次長(zhǎng)征5號(hào)火箭成功升空，對(duì)于我國(guó)未來(lái)的火星探測(cè)計(jì)劃和月球探測(cè)計(jì)劃都有很大的幫助。在長(zhǎng)征5號(hào)火箭發(fā)射成功之前，我國(guó)就已經(jīng)公布了明年的火星探測(cè)計(jì)劃和月球探測(cè)計(jì)劃。據(jù)悉明年我國(guó)將會(huì)向月球發(fā)射新的探測(cè)器，完成對(duì)月球的取樣返回工作。明年我國(guó)還將向火星發(fā)射首個(gè)探測(cè)器，從地球向火星發(fā)射探測(cè)器，不僅需要長(zhǎng)征5號(hào)這種大推力運(yùn)載火箭，而且還需要等待專門的發(fā)射機(jī)會(huì)，一旦錯(cuò)過(guò)就得再等2年。

在新一代氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)和大直徑運(yùn)載火箭需求的催化下，長(zhǎng)征5號(hào)成了今天的模樣，直徑5米、全長(zhǎng)57米，起飛推力超過(guò)1000噸，一舉成為我國(guó)目前體形最大的運(yùn)載火箭。但這一紀(jì)錄預(yù)計(jì)很快就會(huì)被打破，因?yàn)殚L(zhǎng)征5號(hào)可以靈活搭配直徑5米的火箭芯級(jí)模塊、直徑3.35米的火箭助推級(jí)模塊和直徑2.25米的火箭助推模塊，只要任務(wù)需要就可以迅速組合起體積更大、推力更強(qiáng)的火箭。相信在未來(lái)幾年，長(zhǎng)征5號(hào)一定能推動(dòng)我國(guó)航天事業(yè)飛得更高更遠(yuǎn)！

我國(guó)長(zhǎng)征5號(hào)火箭的順利發(fā)射，對(duì)于我國(guó)明年的探月工程和火星探索工程都將會(huì)有很大的幫助。長(zhǎng)征5號(hào)火箭的巨大推力，還能夠?yàn)槲覈?guó)以后建立載人空間站提供保障。同時(shí)在長(zhǎng)征5號(hào)火箭成功后，我國(guó)還能夠在該火箭的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究，推出更多更可靠的大推力火箭。由此可見(jiàn)，此次長(zhǎng)征5號(hào)運(yùn)載火箭的成功升空，對(duì)于我國(guó)航空事業(yè)的發(fā)展意義重大。

“胖五”噴出的烈焰，照亮了中國(guó)航天的未來(lái)！