從1到300，長征火箭的騰飛與跨越

2019-04-22 10:45:06王偉童姜哲

太空探索 2019年4期

文/王偉童姜哲

▲ 《中國航天報》長征火箭300次發(fā)射號外

2019年3月10日0時28分，長征三號乙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，將中星6C衛(wèi)星送入太空，標(biāo)志著我國長征系列運(yùn)載火箭完成了第300次發(fā)射。

近半個世紀(jì)以來，長征系列運(yùn)載火箭歷經(jīng)了最初的艱苦創(chuàng)業(yè)、走向世界，到本世紀(jì)初的載人飛行、圓夢奔月，再到近些年的高密度發(fā)射、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等多個發(fā)展階段，實現(xiàn)了從無到有，從串聯(lián)到捆綁，從一箭一星到一箭多星，從發(fā)射衛(wèi)星到發(fā)射載人飛船和月球探測器，從現(xiàn)役運(yùn)載火箭到新一代運(yùn)載火箭等一系列重大跨越，成功將506顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，成為閃亮世界的一張中國名片。

300次發(fā)射——長征運(yùn)載火箭進(jìn)入空間能力大幅提升

翻開長征系列運(yùn)載火箭300次發(fā)射歷史，也是我國運(yùn)載火箭運(yùn)載能力不斷增強(qiáng)、發(fā)射密度不斷提高、型譜不斷壯大、技術(shù)實現(xiàn)更新?lián)Q代的發(fā)展史，是我國航天事業(yè)跨越式發(fā)展的一個縮影。

1970年4月24日，長征一號運(yùn)載火箭在全國人民的期待中起飛，將我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”送入太空，開啟了我國自主進(jìn)入太空時代的新紀(jì)元。

彼時，我國運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力是300千克。而到2016年11月3日，長征五號運(yùn)載火箭首飛成功，我國運(yùn)載火箭近地軌道和地球同步軌道的運(yùn)載能力分別達(dá)到了25噸級和14噸級。40多年間，火箭運(yùn)載能力提升了數(shù)十倍。

1970年，長征一號運(yùn)載火箭的首飛也是當(dāng)年的唯一一次航天發(fā)射，而到2018年，長征系列運(yùn)載火箭年發(fā)射37次，使中國航天首次獨居國際航天發(fā)射數(shù)量第一位。

長征一號運(yùn)載火箭首飛時，還是中國火箭的一枝獨秀，而現(xiàn)在，長征火箭“家族”已經(jīng)擁有退役、現(xiàn)役17型運(yùn)載火箭和多型在研、論證型號，形成了發(fā)射低、中、高不同地球軌道不同類型衛(wèi)星、飛船的能力，具備了無人深空探測能力，有力地支撐了我國從航天大國向航天強(qiáng)國邁進(jìn)。

可以說，長征系列運(yùn)載火箭完成從1到300次發(fā)射任務(wù)的同時，也實現(xiàn)了從量變到質(zhì)變的跨越?；赝L征系列火箭300次發(fā)射歷程，在一次次騰飛與跨越的背后，靠的是牢牢把握住了創(chuàng)新這個“第一動力”。

▲ 長征三號乙火箭開塔

多年來，中國航天科技集團(tuán)在航天運(yùn)輸系統(tǒng)等領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新，突破了一系列基礎(chǔ)性、前沿性技術(shù)，形成了一大批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果，為提升航天整體能力、服務(wù)航天強(qiáng)國建設(shè)發(fā)揮了重要作用。

以長征七號火箭為例，研制團(tuán)隊先后突破了以新動力、新布局、新環(huán)境、新結(jié)構(gòu)、新體制、新測發(fā)為代表的12項重大關(guān)鍵技術(shù)及96項關(guān)鍵技術(shù)。而且，長征七號是中國航天首個采用全數(shù)字化手段，利用全三維協(xié)同、全三維設(shè)計、全三維總裝數(shù)字仿真試驗、數(shù)字化發(fā)射服務(wù)完成全流程研制的火箭，在全研制流程沒有一張紙質(zhì)圖紙。這枚“數(shù)字火箭”還應(yīng)用了“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”，對火箭進(jìn)行虛擬裝配、虛擬試驗，真實模擬實際裝配和試驗環(huán)境，確保了火箭試驗、裝配“一次成”。

2015年9月20日，我國新一代運(yùn)載火箭長征六號拔地而起，以“一箭二十星”創(chuàng)造了中國航天一箭多星發(fā)射的新紀(jì)錄。長征六號火箭作為我國新一代運(yùn)載火箭家族的拓路者，瞄準(zhǔn)國際運(yùn)載火箭先進(jìn)技術(shù)水平，渾身上下幾乎都是新的，很多技術(shù)在世界上沒有成功應(yīng)用的案例，自主創(chuàng)新成果達(dá)十幾項。

▲ 長征家族火箭圖譜（無退役）

▲ 長征五號運(yùn)載火箭轉(zhuǎn)運(yùn)瞬間

目前，長征家族中備受關(guān)注的新成員——長征九號重型運(yùn)載火箭正在開展關(guān)鍵技術(shù)深化論證工作。長征九號運(yùn)載火箭的近地軌道運(yùn)載能力預(yù)計達(dá)50噸至140噸，將成為我國運(yùn)載能力最大的一型火箭。長征九號火箭工程的實施，將進(jìn)一步促進(jìn)航天科技和工業(yè)發(fā)展，使我國在2030年前運(yùn)載火箭技術(shù)邁入世界一流梯隊。

300次發(fā)射——長征火箭有力帶動基礎(chǔ)工業(yè)能力不斷提升

62年前，中國航天起步，得益于全國各行業(yè)大力支持。同樣中國航天今天的成就一樣得益于綜合國力的增強(qiáng)和基礎(chǔ)工業(yè)能力的提升。

在一次次火箭發(fā)射成功的背后，有無數(shù)研制人員的堅守，同樣在向航天強(qiáng)國邁進(jìn)的征程中，每一次火箭的技術(shù)跨越也帶動了基礎(chǔ)工業(yè)的不斷提升。

以長征五號運(yùn)載火箭為例，在此之前中國火箭直徑是3.35米，而長五火箭的直徑為5米，雖然只是1.65米的跨越，研制人員卻付出了極大的辛勞，全國各地工業(yè)企業(yè)也給予了大力支持。

5米直徑大型箭體結(jié)構(gòu)為我國運(yùn)載火箭首次采用，是火箭實現(xiàn)運(yùn)載能力重大跨越的基礎(chǔ)，設(shè)計、制造、試驗難度很大。為此，研制人員依靠國內(nèi)相關(guān)工業(yè)企業(yè)的支撐和協(xié)助，成功研制生產(chǎn)了我國最大的貯箱高精度全自動大型焊接設(shè)備，實現(xiàn)了攪拌磨擦焊技術(shù)在火箭貯箱生產(chǎn)中首次應(yīng)用，制造出我國運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)最大尺寸的貯箱，采用我國火箭史上首創(chuàng)的新型工藝，大大提高了貯箱的可制造性，采用液氮進(jìn)行低溫貯箱的地面內(nèi)壓試驗，大幅減輕結(jié)構(gòu)重量，突破前捆綁傳力的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，使我國掌握了捆綁火箭有效提高運(yùn)載能力的技術(shù)手段……長征五號突破了12項重大關(guān)鍵技術(shù)247項關(guān)鍵技術(shù)，代表著我國科技創(chuàng)新與工業(yè)制造的最高水平，不僅使整個火箭技術(shù)能力達(dá)到國際先進(jìn)行列，同時帶動了國內(nèi)工藝、工業(yè)制造能力的提升。

未來長征九號運(yùn)載火箭將實現(xiàn)10米級的火箭箱體研制，這也必將帶動國內(nèi)新材料、新工藝、新器件、新裝備等基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展。

300次發(fā)射——綠色環(huán)保漸成長征火箭主流

▲ 新一代運(yùn)載火箭

新一代運(yùn)載火箭不僅能力強(qiáng)、技術(shù)新，而且采用了綠色環(huán)保無毒無污染的推進(jìn)劑，實現(xiàn)了中國火箭動力系統(tǒng)向綠色環(huán)保的轉(zhuǎn)型。

2015年9月20日，長征六號運(yùn)載火箭的首飛成功，拉開了我國新一代無毒無污染運(yùn)載火箭投入使用的序幕。隨后，長征十一號、長征七號、長征五號新一代運(yùn)載火箭先后登場，未來還將研制長征七號甲、長征八號、長征九號、新一代載人運(yùn)載火箭，完成我國運(yùn)載火箭的整體更新?lián)Q代，綠色無污染的環(huán)保推進(jìn)劑將成為中國火箭的主流。

以“長征五號”“長征七號”為代表的新一代運(yùn)載火箭現(xiàn)在采用的三種新型主發(fā)動機(jī)均采用無毒無污染的推進(jìn)技術(shù)。三型新型發(fā)動機(jī)的研制，使我國運(yùn)載推進(jìn)技術(shù)水平大幅提高，同時也彰顯了中國航天在綠色環(huán)保上為“美麗中國”做出的努力。

300次發(fā)射——中國火箭更加自信地走向世界

回顧長征系列運(yùn)載火箭的發(fā)展歷程，最讓國人津津樂道的就是中國航天不斷開放，走向國際市場，讓“長征”真正成為響當(dāng)當(dāng)?shù)膰H品牌。

1985年10月，中國政府向世界宣布，長征系列運(yùn)載火箭將承攬國際商業(yè)發(fā)射服務(wù)。適逢1986年美國挑戰(zhàn)者號航天飛機(jī)爆炸，法國阿里安火箭和美國德爾它、宇宙神火箭相繼失利，運(yùn)載火箭發(fā)射服務(wù)短缺，中國航天把握歷史契機(jī)，踏上了國際商業(yè)發(fā)射之旅。

1990年4月7日，長征三號火箭發(fā)射美國休斯公司研制的“亞洲一號”通信衛(wèi)星獲得成功，中國航天從此踏入國際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)市場。截至目前，中國航天科技集團(tuán)已完成了48次國際商業(yè)發(fā)射，發(fā)射了56顆國際商業(yè)衛(wèi)星，并向國際客戶提供17次搭載發(fā)射服務(wù)，發(fā)射了20多個國外小衛(wèi)星/載荷?；鸺目煽啃?、適應(yīng)性、成功率和入軌精度均躋身世界一流行列，打造了中國長征火箭世界知名品牌。

從上世紀(jì)90年代開始，長征火箭在接口設(shè)計上充分考慮了與國際衛(wèi)星的兼容性，實踐證明，長征火箭與美國、歐洲等國家和地區(qū)制造的衛(wèi)星完全兼容，在發(fā)射、服務(wù)、技術(shù)保密等方面能夠滿足國內(nèi)外用戶的需求。長征火箭同時具有高可靠性、履約能力強(qiáng)、保險費率低等優(yōu)勢，具有較強(qiáng)的市場競爭力。

近年來，國際商業(yè)航天市場蓬勃發(fā)展，中國火箭已先后為老撾、白俄羅斯、阿爾及利亞等國提供了國際商業(yè)發(fā)射服務(wù)。長征系列運(yùn)載火箭正借力國家“一帶一路”倡議和雙邊多邊合作機(jī)制，以更加開放的姿態(tài)，積極拓展航天應(yīng)用領(lǐng)域，探索從航天制造、發(fā)射、地面到系統(tǒng)應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈的“一站式”服務(wù)，面向全球提供發(fā)射服務(wù)、整星出口、技術(shù)轉(zhuǎn)讓與培訓(xùn)、地面站建設(shè)等商業(yè)航天一攬子解決方案。

在2015年老撾一號廣播通信衛(wèi)星項目中，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院首創(chuàng)“天地一體化+商業(yè)運(yùn)營”新模式，為長征火箭拓展國際商業(yè)發(fā)射市場開辟了新思路。未來，長征火箭不僅可以憑借其高可靠性、低成本、強(qiáng)履約能力等優(yōu)勢，較好地承擔(dān)航天發(fā)射服務(wù)，還可以通過建設(shè)地面應(yīng)用系統(tǒng)、培養(yǎng)航天科技人才，參與運(yùn)營管理衛(wèi)星資產(chǎn)等形式為用戶提供整體服務(wù)。這種全新模式極大增強(qiáng)了長征系列運(yùn)載火箭參與國際競爭的能力。

作為商業(yè)航天發(fā)展的基礎(chǔ)運(yùn)輸平臺，長征火箭正通過創(chuàng)新運(yùn)營模式、提供定制服務(wù)等創(chuàng)新舉措，以更加自信、更加開放的形象，努力在國際商業(yè)航天市場的激烈競爭中搶得先機(jī)。

300次發(fā)射——長征火箭正在開啟共享發(fā)展新模式

人類的航天活動，火箭是基礎(chǔ)，也是前提。中國航天也有責(zé)任將航天更多的發(fā)展成果推向市場、讓廣大百姓共享。中國航天科技集團(tuán)作為我國航天科技工業(yè)的主導(dǎo)力量，將借助優(yōu)勢的航天運(yùn)輸服務(wù)，通過全新共享發(fā)展的新模式，為市場提供滿意的發(fā)射服務(wù)和天地一體化解決方案，通過提供技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)以及商業(yè)航天活動的所需供給，實現(xiàn)航天與人的良性互動。

近年來，為滿足消費者多元的發(fā)射需求，航天科技集團(tuán)推出了“太空專車”“太空順風(fēng)車”“太空班車”3型“太空車”概念，為客戶提供天地一體化系統(tǒng)解決方案、優(yōu)化組合的發(fā)射資源配置等多種產(chǎn)品和服務(wù)?！敖蔟堃惶枴本褪呛教炜萍技瘓F(tuán)一院面向小衛(wèi)星發(fā)射市場專門研制的微小型固體運(yùn)載火箭，火箭將在2019年上半年發(fā)射，其700千米太陽同步軌道運(yùn)載能力可達(dá)150千克，單發(fā)價格不超過2500萬元?！敖蔟?zhí)枴泵闇?zhǔn)微小衛(wèi)星發(fā)射市場，將為微小衛(wèi)星的驗證、星座組網(wǎng)和補(bǔ)網(wǎng)提供更加靈活、經(jīng)濟(jì)、迅速的渠道。

此外，多種長征新一代運(yùn)載火箭新型號未來有望用于商業(yè)航天發(fā)射服務(wù)。長征六號甲、長征七號甲和長征八號都計劃在2020年實現(xiàn)首飛，幾型火箭采用全新測發(fā)模式，將大幅降低發(fā)射成本，提高安全性，縮短發(fā)射周期。

為了讓航天與民眾的生活聯(lián)系更加緊密，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院正在打造全新的航天產(chǎn)業(yè)運(yùn)營模式“航天+”，逐步實施“太空車”“太空星網(wǎng)”和“亞軌道飛行體驗”等面向大眾的商業(yè)航天計劃，同時還面向全球的大眾化小衛(wèi)星搭載服務(wù)，發(fā)布了“太空速遞”網(wǎng)站，為全球小衛(wèi)星客戶提供便捷、優(yōu)質(zhì)、個性化的小衛(wèi)星搭載服務(wù)。