文/ 鄭恩紅 攝/ 吳桐小雨

箭起瓊州，大幕開啟。

長(zhǎng)征七號(hào)A 運(yùn)載火箭發(fā)射成功，意味著我國(guó)新一代中型高軌運(yùn)載火箭發(fā)射取得成功。

據(jù)長(zhǎng)七A 火箭副總師馬忠輝介紹，長(zhǎng)七A 火箭地球轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力不低于7.0 噸，奔月軌道能力不低于5.0 噸，200×5000 公里零傾角軌道能力不低于5.5 噸。

作為新一代運(yùn)載火箭里的主力火箭之一，長(zhǎng)七A火箭能夠填補(bǔ)現(xiàn)有主力火箭運(yùn)力空白，解決未來(lái)大中型衛(wèi)星發(fā)射的迫切需求，帶動(dòng)我國(guó)運(yùn)載火箭的全面更新?lián)Q代，且在文昌航天發(fā)射場(chǎng)可快速形成發(fā)射能力，優(yōu)化我國(guó)航天發(fā)射場(chǎng)能力布局。

此外，未來(lái)長(zhǎng)七A 火箭除了投入到我國(guó)高軌衛(wèi)星主戰(zhàn)場(chǎng)發(fā)射任務(wù)外，還能執(zhí)行零度軌道傾角衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)以及月球、火星和小行星探測(cè)等深空探測(cè)任務(wù)。

從5.5 噸到7 噸的跨越

據(jù)了解，未來(lái)高軌衛(wèi)星發(fā)射重量可達(dá)6 噸至7 噸左右，然而我國(guó)現(xiàn)有主力運(yùn)載火箭因?yàn)楫?dāng)時(shí)研制條件所限，運(yùn)載能力顯得相對(duì)不足。

長(zhǎng)期以來(lái)，“金牌火箭”長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭幾乎包攬了我國(guó)絕大多數(shù)高軌道航天器發(fā)射任務(wù)，是我國(guó)高軌道上發(fā)射次數(shù)最多、成功率最高的火箭系列。

在我國(guó)現(xiàn)役火箭型譜中，作為我國(guó)具備高軌道發(fā)射能力的運(yùn)載火箭，長(zhǎng)三乙能夠?qū)?.5 噸的有效載荷送到地球同步轉(zhuǎn)移軌道。長(zhǎng)征五號(hào)作為新一代大型運(yùn)載火箭，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為14 噸。

而長(zhǎng)七A 火箭可將我國(guó)中型高軌運(yùn)載火箭地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力提升至7 噸，隨著火箭的復(fù)飛成功，可以更好地實(shí)現(xiàn)5.5 噸至14 噸之間的運(yùn)載能力銜接。

“長(zhǎng)七A 運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力有較大提升，填補(bǔ)了5.5 噸至7 噸之間的空白，可以滿足未來(lái)大部分高軌衛(wèi)星的發(fā)射需求，這對(duì)有效載荷來(lái)說(shuō)將是一個(gè)平臺(tái)的升級(jí)換代。”長(zhǎng)七A 火箭總設(shè)計(jì)師范瑞祥表示。

未來(lái)，在地球同步軌道上，具備7噸運(yùn)載能力的長(zhǎng)征七號(hào)A 火箭，將和具備5.5 噸運(yùn)載能力的長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭、具備14 噸運(yùn)載能力的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭，形成更加優(yōu)化、合理的能力布局，這將大力提升中國(guó)航天進(jìn)入空間的能力，對(duì)推進(jìn)高軌道衛(wèi)星組網(wǎng)建設(shè)具有重大意義。

開拓更廣闊的舞臺(tái)

我國(guó)自上世紀(jì)80 年代開始，就圍繞新一代運(yùn)載火箭開展了規(guī)劃，逐步形成了小、中、大新一代運(yùn)載火箭的型譜發(fā)展規(guī)劃。

據(jù)介紹，目前長(zhǎng)征七號(hào)系列主要有長(zhǎng)征七號(hào)和長(zhǎng)征七號(hào)A 兩型運(yùn)載火箭。長(zhǎng)七火箭主要面向近地軌道、太陽(yáng)同步軌道發(fā)射任務(wù)；長(zhǎng)七A 火箭主要面向地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射任務(wù)。兩型火箭在發(fā)射目標(biāo)軌道類型上完全互補(bǔ)，在運(yùn)載能力上都屬于中型火箭。

經(jīng)過(guò)8 年的艱苦攻關(guān)，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。2017 年4 月20日，長(zhǎng)征七號(hào)成功發(fā)射天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船。

據(jù)長(zhǎng)七A 火箭總體主任設(shè)計(jì)師魏遠(yuǎn)明介紹，長(zhǎng)征七號(hào)火箭是專門為載人航天工程發(fā)射貨運(yùn)飛船而研制的一型火箭，它的發(fā)射軌道是近地點(diǎn)200 公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)400 公里的近地軌道。

而同屬一個(gè)系列的長(zhǎng)征七號(hào)A 火箭則是為了滿足高軌道發(fā)射能力而研制的一型火箭，它的發(fā)射軌道是近地點(diǎn)200 公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)36000 公里的地球同步轉(zhuǎn)移軌道。

“火箭的運(yùn)載能力有多大，中國(guó)航天的舞臺(tái)就有多大。長(zhǎng)七A 火箭研制成功，意味著中國(guó)航天的舞臺(tái)從400公里向36000 公里拓展，舞臺(tái)更加廣闊?！狈度鹣檎f(shuō)。

后續(xù)，長(zhǎng)征七號(hào)系列還將根據(jù)任務(wù)需求研制更大直徑整流罩構(gòu)型，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)能力提升成果的應(yīng)用，進(jìn)一步優(yōu)化各模塊方案，提升能力。

加快現(xiàn)役運(yùn)載火箭更新?lián)Q代

值得注意的是，現(xiàn)階段我國(guó)主力發(fā)射高軌道的火箭除了運(yùn)力不足，還存在著發(fā)動(dòng)機(jī)燃料不符合綠色環(huán)?；疽蟮膯?wèn)題。

常規(guī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用四氧化二氮、偏二甲肼等劇毒推進(jìn)劑，吸入蒸汽會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，而液氧/煤油推進(jìn)劑本身無(wú)毒，燃燒后的主要產(chǎn)物為二氧化碳和水。

長(zhǎng)七A 火箭與長(zhǎng)七火箭同樣采用的是液氧煤油推進(jìn)劑，還有液氫液氧作為三子級(jí)的推進(jìn)劑，所以長(zhǎng)七A 火箭也同樣有“綠色火箭”的稱號(hào)。

總體來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)七A 火箭恰好實(shí)現(xiàn)了運(yùn)載能力與綠色環(huán)保的完美結(jié)合。據(jù)悉，按照我國(guó)運(yùn)載火箭升級(jí)換代策略，新一代運(yùn)載火箭預(yù)計(jì)將在2025 年前后初步實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)役運(yùn)載火箭的更新?lián)Q代。作為新一代中型運(yùn)載火箭主力構(gòu)型，長(zhǎng)七A 火箭完成立項(xiàng)研制并投入到主戰(zhàn)場(chǎng)發(fā)射，是實(shí)現(xiàn)這一戰(zhàn)略舉措的重要支撐。

根據(jù)目前的任務(wù)安排，長(zhǎng)七A 火箭2025 年前任務(wù)安排飽滿，將每年執(zhí)行3～5 次發(fā)射任務(wù)，為我國(guó)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)保障。

充分發(fā)揮北緯19 度的天然魅力

翻閱地圖，人們很快能看到西昌衛(wèi)星發(fā)射中心和文昌航天發(fā)射場(chǎng)這兩個(gè)地方的位置，一個(gè)在北緯28 度，一個(gè)在北緯19 度。

作為中國(guó)第四座航天發(fā)射場(chǎng)、中國(guó)首個(gè)濱海發(fā)射基地，文昌航天發(fā)射場(chǎng)也是世界上為數(shù)不多的低緯度發(fā)射場(chǎng)之一，它占地18222畝，約1215萬(wàn)平方米。

因?yàn)榈厍蛲杰壍雷罱K要變軌到零傾角，發(fā)射場(chǎng)緯度越低就越能借助接近赤道的較大線速度以及慣性帶來(lái)的離心現(xiàn)象，使火箭燃料消耗大大減少，變軌到零傾角需要的能量越小。因此緯度越低，就越適合發(fā)射地球同步軌道衛(wèi)星。

文昌航天發(fā)射場(chǎng)地理位置優(yōu)越，除了緯度低，還因?yàn)榻ㄔ诤＿?，火箭殘骸的落區(qū)不會(huì)像內(nèi)陸發(fā)射場(chǎng)那樣受限制，可以最大限度降低火箭航區(qū)和殘骸落區(qū)安全隱患。同時(shí)，運(yùn)輸限制少，可以采用海運(yùn)方式運(yùn)輸新型大尺寸航天產(chǎn)品，運(yùn)輸方式經(jīng)濟(jì)可靠。

長(zhǎng)七A 火箭就是專門為發(fā)射地球同步軌道衛(wèi)星設(shè)計(jì)的火箭，因此文昌航天發(fā)射場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)不言而喻。

從另一方面來(lái)說(shuō)，近年來(lái)，隨著宇航發(fā)射任務(wù)的高密度節(jié)奏，發(fā)射場(chǎng)漸漸處于繁忙而擁擠的狀態(tài)，在高峰期，甚至?xí)霈F(xiàn)3 發(fā)火箭同時(shí)在場(chǎng)的情景。

長(zhǎng)期以來(lái)，地球同步軌道衛(wèi)星的發(fā)射只在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心進(jìn)行，隨著長(zhǎng)七A 的研制和發(fā)射成功，在文昌可快速形成發(fā)射能力，對(duì)推進(jìn)高軌衛(wèi)星組網(wǎng)建設(shè)具有重大意義。

發(fā)展長(zhǎng)七A 火箭在文昌的發(fā)射能力，有力推動(dòng)了我國(guó)航天發(fā)射場(chǎng)能力布局的優(yōu)化進(jìn)程。

探月、發(fā)射零傾角衛(wèi)星展現(xiàn)優(yōu)勢(shì)

長(zhǎng)七A 火箭首飛成功，未來(lái)可投入到我國(guó)高軌衛(wèi)星主戰(zhàn)場(chǎng)發(fā)射任務(wù)，包括地球同步轉(zhuǎn)移軌道、傾斜地球同步軌道、中地球軌道等轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射任務(wù)，配備上面級(jí)可將有效載荷直接送入工作軌道，也可執(zhí)行零度軌道傾角衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)以及探月、探火和小行星探測(cè)等深空探測(cè)任務(wù)。

長(zhǎng)七A 火箭和長(zhǎng)五火箭一樣，可以在文昌航天發(fā)射場(chǎng)執(zhí)行探月任務(wù)，其基本原理和發(fā)射地球同步轉(zhuǎn)移軌道衛(wèi)星基本相同。

主要差異是火箭三級(jí)二次點(diǎn)火后的偏航飛行姿態(tài)和工作時(shí)間有所不同，偏航飛行姿態(tài)主要用來(lái)調(diào)節(jié)軌道傾角，三級(jí)二次工作時(shí)間主要用來(lái)調(diào)節(jié)飛行速度，通過(guò)彈道設(shè)計(jì)迭代，可找到“最優(yōu)解”。

此外，長(zhǎng)七A 火箭在文昌航天發(fā)射場(chǎng)執(zhí)行發(fā)射任務(wù)，可以充分利用地理緯度低的優(yōu)勢(shì)來(lái)發(fā)射低軌道傾角衛(wèi)星。

零度軌道傾角衛(wèi)星是低軌道傾角衛(wèi)星中的一種，是指運(yùn)行在赤道上空、軌道傾角為零度的衛(wèi)星。發(fā)射此類衛(wèi)星，最節(jié)省能量的方法是在赤道上發(fā)射。

但由于我國(guó)沒(méi)有位于赤道附近的發(fā)射場(chǎng)，因此，選擇低緯度的文昌航天發(fā)射場(chǎng)進(jìn)行發(fā)射，在火箭飛行過(guò)程中加偏航改變軌道傾角到零度，是現(xiàn)實(shí)可行的最佳方案。

長(zhǎng)七A 火箭的基本飛行方案與發(fā)射地球同步轉(zhuǎn)移軌道衛(wèi)星類似，只需調(diào)節(jié)火箭三級(jí)二次飛行段的偏航程序角和飛行時(shí)間，通過(guò)彈道設(shè)計(jì)迭代，找到“最優(yōu)解”，就能實(shí)現(xiàn)零度軌道傾角衛(wèi)星發(fā)射?！?/p>