7月23日，伴隨著震耳欲聾的轟鳴聲，托舉著“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器的長(zhǎng)征五號(hào)遙四火箭直刺蒼穹。

經(jīng)過(guò)約2180秒的飛行后，“天問(wèn)一號(hào)”進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。

該火箭由航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)火箭院）抓總研制。這是長(zhǎng)征五號(hào)系列運(yùn)載火箭的第五次發(fā)射任務(wù)，也是首次執(zhí)行應(yīng)用性發(fā)射任務(wù)。

本文圖片：國(guó)家航天局新聞宣傳中心張高翔；中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院

速度最快的“胖五”

提起長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭，大家并不陌生。從2016年首飛到今年火星探測(cè)任務(wù)，長(zhǎng)征五號(hào)一直是大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。

長(zhǎng)征五號(hào)火箭全長(zhǎng)近57米，起飛重量約870噸，起飛推力超過(guò)1000噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運(yùn)載能力可達(dá)14噸，是目前我國(guó)運(yùn)載能力最大的火箭。因?yàn)轶w型比其他長(zhǎng)征火箭更加寬大，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭也被親切地稱(chēng)呼為“胖五”火箭。

長(zhǎng)征五號(hào)火箭副總設(shè)計(jì)師婁路亮介紹說(shuō)，此次“天問(wèn)一號(hào)”是長(zhǎng)征五號(hào)第一次執(zhí)行地外行星軌道探測(cè)器的發(fā)射任務(wù)，也是長(zhǎng)征五號(hào)火箭第一次執(zhí)行正式的工程應(yīng)用發(fā)射任務(wù)，直接將火星探測(cè)器送入地火轉(zhuǎn)移軌道。

此次長(zhǎng)征五號(hào)遙四火箭發(fā)射火星探測(cè)器，有很多“亮點(diǎn)”值得關(guān)注。

亮點(diǎn)一：飛出我國(guó)運(yùn)載火箭最快速度。當(dāng)航天器的速度達(dá)到每秒11.2千米的第二宇宙速度時(shí)，就可以完全擺脫地球引力，去往太陽(yáng)系內(nèi)的其他行星或者小行星，。第二宇宙速度也被稱(chēng)為“逃逸速度”，“天問(wèn)一號(hào)”要前往火星，飛行速度必須達(dá)到這個(gè)速度。根據(jù)發(fā)射任務(wù)要求，長(zhǎng)征五號(hào)遙四火箭將把“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器加速到超過(guò)11.2千米/秒的速度，之后完成分離，探測(cè)器進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道，開(kāi)啟奔向火星的旅程?！按舜伟l(fā)射火星探測(cè)器，是長(zhǎng)征五號(hào)火箭第一次達(dá)到并超過(guò)第二宇宙速度，飛出了我國(guó)運(yùn)載火箭的最快速度”，長(zhǎng)征五號(hào)火箭總設(shè)計(jì)師李東介紹說(shuō)。

亮點(diǎn)二：首次應(yīng)用性發(fā)射任務(wù)。此前，長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭和長(zhǎng)征五號(hào)B遙一火箭連續(xù)發(fā)射成功，標(biāo)志著長(zhǎng)征五號(hào)火箭關(guān)鍵技術(shù)瓶頸已經(jīng)完全攻克，火箭各系統(tǒng)的正確性、協(xié)調(diào)性得到了充分驗(yàn)證，火箭可靠性水平進(jìn)一步提升?！按舜螆?zhí)行應(yīng)用性發(fā)射任務(wù)，意味著長(zhǎng)征五號(hào)火箭正式開(kāi)始‘服役’”，長(zhǎng)征五號(hào)火箭總指揮王玨表示。

亮點(diǎn)三：長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭80天內(nèi)的第二次發(fā)射。今年5月5日，長(zhǎng)征五號(hào)B火箭成功首飛，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)空間站階段飛行任務(wù)的首戰(zhàn)告捷。在兩個(gè)半月的時(shí)間完成兩次發(fā)射任務(wù)，對(duì)于長(zhǎng)征五號(hào)這樣規(guī)模龐大、系統(tǒng)復(fù)雜的大型火箭而言是極具挑戰(zhàn)的，在產(chǎn)品研制、總裝測(cè)試、技術(shù)管理和發(fā)射保障等方面都有很高的要求，意味著長(zhǎng)征五號(hào)火箭向“高密度”發(fā)射邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

亮點(diǎn)四：創(chuàng)造火箭發(fā)射軌道設(shè)計(jì)數(shù)量新紀(jì)錄。由于地球和火星的相對(duì)位置在不斷變化，發(fā)射火星探測(cè)器相當(dāng)于打“移動(dòng)靶”，為了讓探測(cè)器更加精確地入軌，研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了精細(xì)化的“窄窗口多軌道”設(shè)計(jì)，將每天30分鐘的發(fā)射窗口細(xì)分成3個(gè)寬度10分鐘的窗口，對(duì)應(yīng)3條發(fā)射軌道，14天的窗口期內(nèi)一共設(shè)計(jì)了42條發(fā)射軌道，這在中國(guó)航天的發(fā)射歷史上是絕無(wú)僅有的，創(chuàng)造了單次發(fā)射軌道設(shè)計(jì)數(shù)量的新紀(jì)錄，并首次實(shí)現(xiàn)了發(fā)射軌道的自動(dòng)切換。

亮點(diǎn)五：開(kāi)創(chuàng)我國(guó)深空探測(cè)器重量的新紀(jì)錄。此次發(fā)射的“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器重量接近5噸，由環(huán)繞器、著陸器和巡視器組成，比“嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)器重了一噸多，是目前我國(guó)發(fā)射的重量最重的深空探測(cè)器。在世界范圍看，達(dá)到這一重量的火星探測(cè)器也是屈指可數(shù)。

“依靠長(zhǎng)征五號(hào)火箭強(qiáng)大的運(yùn)載能力，我國(guó)行星探測(cè)之旅將站上一個(gè)新的起點(diǎn)，通過(guò)一次發(fā)射，實(shí)現(xiàn)對(duì)火星的‘繞、落、巡’三項(xiàng)目標(biāo)，是起點(diǎn)很高、‘含金量’十足的‘第一次’，將使我國(guó)深空探測(cè)的腳步從月球邁向行星，正式開(kāi)啟行星探測(cè)時(shí)代”?；鸺狐h委書(shū)記、長(zhǎng)征五號(hào)火箭第一總指揮李明華指出。

三大“絕技”已齊備

隨著長(zhǎng)征五號(hào)遙四火箭將“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器送入地火轉(zhuǎn)移軌道，長(zhǎng)征五號(hào)系列運(yùn)載火箭已經(jīng)先后完成了高軌大衛(wèi)星、載人飛船試驗(yàn)船以及深空探測(cè)器三類(lèi)航天器的發(fā)射，成為長(zhǎng)征火箭家族中唯一可以勝任三種任務(wù)類(lèi)型的火箭。

去年12月27日，長(zhǎng)征五號(hào)遙三運(yùn)載火箭將實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，這顆重達(dá)8噸的衛(wèi)星主要用于驗(yàn)證通信技術(shù)。在發(fā)射高軌道大衛(wèi)星方面，長(zhǎng)征五號(hào)火箭將我國(guó)地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運(yùn)載能力從5.5噸提高到14噸，可以滿(mǎn)足新一代衛(wèi)星平臺(tái)的發(fā)射需求，與長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭共同構(gòu)成了發(fā)射高軌道衛(wèi)星的能力階梯?！拔覈?guó)未來(lái)的高軌衛(wèi)星重量可以達(dá)到8噸左右，只能通過(guò)長(zhǎng)征五號(hào)火箭實(shí)施發(fā)射。同時(shí)，在搭配合適的上面級(jí)后，長(zhǎng)征五號(hào)火箭也可以用一箭雙星的形式同時(shí)發(fā)射兩顆5.5噸重量的高軌衛(wèi)星”。李東介紹道。

5月5日，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功首飛，把近22噸重的新一代載人飛船試驗(yàn)船送入太空。此次發(fā)射也標(biāo)志著中國(guó)空間站建設(shè)正式拉開(kāi)序幕。在發(fā)射空間站艙段方面，長(zhǎng)征五號(hào)B火箭將成為我國(guó)空間站核心艙和實(shí)驗(yàn)艙的“專(zhuān)屬列車(chē)”。長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭與長(zhǎng)征五號(hào)火箭同屬長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭，是我國(guó)首個(gè)采用一級(jí)半構(gòu)型的新一代大型液體運(yùn)載火箭，專(zhuān)門(mén)為載人航天工程空間站建設(shè)而研制，擁有長(zhǎng)度達(dá)到20.5米的國(guó)內(nèi)最大整流罩，近地軌道（LEO）運(yùn)載能力達(dá)到25噸級(jí)，具備“零窗口”發(fā)射的能力，同時(shí)還擁有大推力直接入軌、大直徑艙箭分離等“黑科技”，將在未來(lái)兩到三年時(shí)間內(nèi)，完成我國(guó)空間站艙段的發(fā)射。

在發(fā)射深空探測(cè)器方面，長(zhǎng)征五號(hào)火箭將我國(guó)深空探測(cè)的對(duì)象從月球拓展到了太陽(yáng)系內(nèi)行星。此前，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭承擔(dān)了發(fā)射我國(guó)月球探測(cè)器的任務(wù)，相繼發(fā)射了從“嫦娥一號(hào)”到“嫦娥四號(hào)”四個(gè)月球探測(cè)器，完成了對(duì)于月球的環(huán)繞探測(cè)、著陸探測(cè)和巡視探測(cè)。但是，在更遠(yuǎn)的深空探測(cè)和更重的探測(cè)器發(fā)射任務(wù)上，長(zhǎng)征五號(hào)火箭的優(yōu)勢(shì)就顯得更為突出。長(zhǎng)征五號(hào)火箭可以把5噸的載荷送入地火轉(zhuǎn)移軌道，足夠攜帶著陸器和巡視器，使得一次發(fā)射實(shí)現(xiàn)對(duì)火星的“繞、落、巡”三類(lèi)探測(cè)成為可能。

按照計(jì)劃，長(zhǎng)征五號(hào)遙五火箭也將在今年實(shí)施發(fā)射，將“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器送入地月轉(zhuǎn)移軌道，完成我國(guó)首次月球采樣返回任務(wù)。2021年一季度，長(zhǎng)征五號(hào)B火箭將再次出征，執(zhí)行空間站核心艙的發(fā)射任務(wù)。從2019年12月到2021年一季度，15個(gè)月間，長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭將完成5次發(fā)射，迎來(lái)屬于自己的“高密度”發(fā)射。

“長(zhǎng)征五號(hào)火箭進(jìn)入工程應(yīng)用階段，將有力支撐國(guó)家重大航天工程的實(shí)施，對(duì)加快推進(jìn)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)發(fā)揮重要作用。”火箭院院長(zhǎng)王小軍介紹到。

運(yùn)載火箭是開(kāi)展一切航天活動(dòng)的前提和基礎(chǔ)，運(yùn)載火箭的能力決定了探索太空的步伐。誰(shuí)擁有更強(qiáng)的火箭，誰(shuí)就掌握更大的主動(dòng)權(quán)。長(zhǎng)征五號(hào)火箭的出現(xiàn)，讓我國(guó)火箭運(yùn)載能力躋身世界第一梯隊(duì)。