长五送“嫦五”!2020年最具“分量”的发射
北京日报客户端 | 记者 张航 通讯员 姜哲

2020-11-24 06:00 语音播报

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2020年11月24日4时30分,长征五号遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空。火箭在夜空划出一道亮丽的金色弧线,经过2200多秒的飞行,成功将嫦娥五号月球探测器送入地月转移轨道。这是长征五号系列运载火箭的第六次发射,也是2020年第三次执行发射任务。

此前,2020年5月5日,长征五号B遥一火箭成功首飞;7月23日,长征五号遥四运载火箭成功发射了天问一号火星探测器。

正在转场中的长征五号遥五运载火箭。  摄影:宋涛

长征五号运载火箭由中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院研制,是目前我国运载能力最大的火箭。火箭全长近57米,起飞重量约870吨,起飞推力超过1000吨。该火箭采用“两级半”构型,芯一级、芯二级直径为5米,同时芯一级捆绑四个直径为3.35米的助推器,地球同步转移轨道(GTO)运载能力可达14吨。由于芯级直径大于其他长征火箭,长征五号运载火箭被大家亲切地称为“胖五”;因为采用了液氢、液氧等低温推进剂,长征五号运载火箭也有“冰箭”的昵称。

此次长征五号遥五运载火箭成功发射嫦娥五号月球探测器,是2020年最具“分量”的发射。嫦娥五号月球探测器重达8.2吨,是我国目前发射的重量最重的探测器。探月路上,嫦娥五号探测器需要进入近地点200公里、远地点约41万公里的地月转移轨道。“在长征火箭家族中,只有长征五号运载火箭可以将这么重的载荷直接送入地月转移轨道,这是对运载火箭能力的集中检验。”长征五号火箭第一总指挥、火箭院党委书记李明华说。

此次发射的“分量”还体现在长征五号运载火箭的技术创新与管理创新上。由于地月相对位置以及轨道设计等因素的限制,此次发射的时间窗口只有短短50分钟,几乎接近“零窗口”。一旦在发射窗口时间内不能实施发射,嫦娥五号的奔月计划就会受到影响。

为了确保火箭准时发射,长五火箭研制团队采用了变射向、变滑行时间的多轨道奔月发射方案,应用“窄窗口多轨道”技术,针对50分钟的发射窗口分别设计了五条发射轨道,每条轨道对应十分钟的发射窗口。“在发射窗口期内,可根据发射时间通过软件自动选择发射轨道。”长征五号运载火箭总设计师李东介绍。

长征五号火箭点火升空后,要飞行2000多秒才能够到达地月转移轨道。为了把嫦娥五号精准送达目的地,它要在太空完成一个高难度动作——长时间滑行。长征五号火箭总体副主任设计师刘秉说,从长征五号火箭二级发动机一次关机到再次点火,中间要间隔最长约935秒。在这一开一关之间,火箭需要完成箭体姿态调整、真空状态下推进剂沉底、低温发动机二次启动前预冷等,动作非常多。另外滑行时间越长,火箭在空间辐射影响下的环境变化更加复杂,低温推进剂温度和贮箱承受的压力也在不断变化,这需要设计人员在研制阶段对大火箭长时间滑行适应性开展深入细致的研究。

作为我国目前运载能力最大的运载火箭,长征五号火箭在多项重大航天工程中承担着不可或缺的角色,是实施深空探测、载人空间站建设、大型高轨卫星发射的主力火箭。记者了解到,“十四五”期间,预计由“胖五”来执行的发射任务大约有10发,都是国家重大航天工程。如明年,长征五号B火箭将发射载人空间站的核心舱和试验舱。所以完成嫦娥五号发射任务后,长五团队将抓紧时间准备接下来的发射任务。

此外,不论是行星探测还是小行星探测,都将有长征五号火箭的用武之地。它强大的运载能力不仅可以让探测器携带更多科学探测设备,还可以在轨道设计上拥有更多选择,节省燃料、节约周期。

嫦五奔月

编辑:李拓

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