長五，為什么一定要等到你？

文/ 李淑姮 攝/ 宿東

生活在地球這個藍色星球上的人類，總喜歡暢想著宇宙中的種種。在蒼穹之下，他們仰望星空，一次次點燃內(nèi)心深處的希望之火；在未知之中，他們渴望真理，一次次沖破天際去擁抱遙遠和神秘。

2019年12月27日，時隔900多個日夜，當(dāng)巨大的轟鳴聲再次在海南文昌響起，靜謐的薄紗被壯麗的光芒撥開，一團烈焰緩緩升起，直到消失在夜幕中。

“走向更遠的深空”，長征五號運載火箭這一次臥薪嘗膽后的重出江湖，承載了太多的希望，人們期待著捷報，更期待著未來。

決心下在20年前

“火箭運力有多大，航天舞臺就有多大?！边@是航天界公認的一句話。邁向更高更遠更深的太空，離不開火箭運載能力的提升，可見，發(fā)展新一代運載火箭是中國航天的必然選擇。

上世紀(jì)80年代，縱觀國際航天大潮，那時已經(jīng)出現(xiàn)了10噸的航天器。而當(dāng)時我國新問世的長征三號運載火箭達不到這樣的運載能力要求。

而在當(dāng)時，我國科學(xué)家們的志向是宏大的。1986年3月，為了提高自主創(chuàng)新能力，堅持戰(zhàn)略性、前沿性和前瞻性，我國一份關(guān)于高技術(shù)發(fā)展的計劃開始萌芽。當(dāng)年11月，這份“國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃”正式出臺，這便是“863”計劃。

在這項計劃中，首次出現(xiàn)了“大型運載火箭”的明確提法?！?63”計劃中這樣寫道：“研究發(fā)展性能先進的大型運載火箭，提高我國航天商業(yè)發(fā)射服務(wù)能力，并為下世紀(jì)初建設(shè)成長期性空間站奠定技術(shù)基礎(chǔ)。”“研制出性能先進的低軌道能力為15～20噸的大型運載火箭?！?/p>

在業(yè)內(nèi)專家看來，這份計劃也是我國大型運載火箭研制的起源?！把兄迫碌幕鸺龝茈y，但是我們不能只看到眼前，我們的目光要延伸到10年、20年之后，我們要想那時候需要什么樣的火箭。”運載火箭專家、中國工程院院士龍樂豪說，那時很多專家已經(jīng)意識到研制無毒無污染、運載能力大的火箭勢在必行。

1995年～2000年，在原國防科工委和國家“863”計劃支持下，我國開展新一代運載火箭方案論證以及液氧煤油與氫氧兩種大推力火箭發(fā)動機關(guān)鍵技術(shù)研究。新一代運載火箭技術(shù)發(fā)展途徑和總體方案初步研究也在2000年左右完成。

“現(xiàn)在看來，當(dāng)時這個決心下得是非常對的?！敝袊教炜萍技瘓F有限公司中國運載火箭技術(shù)研究院院長助理郝希凡曾參與當(dāng)年的論證工作。2000年11月22日，在國務(wù)院新聞辦發(fā)表的《中國的航天》白皮書中提到，要“提高現(xiàn)有長征系列運載火箭的性能和可靠性；開發(fā)新一代無毒、無污染、高性能和低成本的運載火箭，建成新一代運載火箭型譜化系列，增強參與國際商業(yè)發(fā)射服務(wù)的能力”。這段描述，在當(dāng)時格外引人注目。

這是中國政府發(fā)表的第一份有關(guān)航天發(fā)展的政府文告，它標(biāo)志著中國新一代火箭的研制已經(jīng)提上了議事日程。

雖然那時新一代運載火箭還都尚未命名，但大家知道，這將是有別于當(dāng)時長征系列的新型火箭，專家也明確了它的3個方面技術(shù)特點：一是新一代火箭系列由3個模塊加上現(xiàn)有技術(shù)組成，這3個模塊分別是5米模塊、3.35米模塊和2.25米模塊；二是通過模塊間的組合，像搭積木一樣形成一個龐大的火箭新家族，可以按發(fā)射不同衛(wèi)星的需要，進行多種組合，完全能夠滿足未來30年以至更長時間國內(nèi)外市場對火箭的需求；三是系列化、通用化、組合化的“三化”設(shè)計原則從整體上減少了研制成本，規(guī)模化、集約化的生產(chǎn)大大降低生產(chǎn)費用，地面設(shè)備的簡化既減少了發(fā)射場工作人員，降低了發(fā)射成本，又提高了履約能力。

可以看出，當(dāng)時所初步確立的技術(shù)發(fā)展途徑和總體方案一直指引著新一代運載火箭的發(fā)展。

更新?lián)Q代的核心之作

作為新一代運載火箭中第一個立項研制的型號，長五火箭是真正的跨代研制項目，是我國由航天大國向航天強國邁進的重要支撐和顯著標(biāo)志之一。

長五火箭以大幅提升我國自主進入空間能力為出發(fā)點，以解決我國航天發(fā)展現(xiàn)實需求為立足點，按照“通用化、系列化、組合化”和“無毒、無污染、低成本、高可靠、適應(yīng)性強、安全性好”的設(shè)計思想，構(gòu)建新一代系列化運載火箭。

▲ 塔架上的長征五號運載火箭

大型運載火箭強大的運力是進行深空無人和有人探測的需求。從數(shù)據(jù)上可以直觀地看出，長五火箭能夠使我國運載火箭的運載能力提高2倍多，達到近地軌道25噸級、地球同步轉(zhuǎn)移軌道14噸級，這使我國運載火箭的規(guī)模實現(xiàn)從中型到大型的跨越，運載能力達到或超過國外主流大型火箭。

長五火箭啟動研制是為了全面提升我國進入空間的能力，而不是以發(fā)射某個特定載荷為目標(biāo)。從增強進入空間的能力角度出發(fā)，這是中國航天發(fā)展的現(xiàn)實而迫切的需求，而長五的發(fā)展思路和技術(shù)發(fā)展途徑也是具有中國特色且符合我國實際的。

“長五火箭實現(xiàn)了我國運載火箭的全面升級換代?！饼垬泛涝f，它帶動了我國新一代中型、小型運載火箭發(fā)展，構(gòu)筑了我國新一代無毒、無污染運載火箭系列型譜，并為下一步發(fā)展重型運載火箭奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

其中，長征六號火箭、長征七號火箭這兩枚新一代運載火箭分別于2015年9月和2016年6月首飛，雖然它們是在長五火箭首飛之前發(fā)射，但關(guān)鍵技術(shù)都是由長五火箭牽引出來的。而長五火箭“一個系列、兩種發(fā)動機、三個模塊”的設(shè)計思路也都在這兩枚火箭之中得到充分體現(xiàn)。

“不僅如此，長五火箭在發(fā)動機研制方面牽引出的120噸級液氧煤油發(fā)動機、地面推力50噸級氫氧發(fā)動機以及膨脹循環(huán)發(fā)動機都在我國新一代運載火箭中具有重要意義?！币后w火箭發(fā)動機專家、中國工程院院士張貴田說。

長五火箭研制是一個系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜、新技術(shù)多、驗證規(guī)模大、專業(yè)領(lǐng)域廣、組織實施難的航天復(fù)雜系統(tǒng)工程。在大火箭的背后，是國家科技能力、制造水平的全面體現(xiàn)，是我國向航天強國、科技強國、制造強國目標(biāo)前進的實實在在的一步。

在長五火箭的研制過程中，航天科技集團5個研究院、43個部所廠、1.6萬多人承擔(dān)了相關(guān)工作；全國冶金、化工、電子、交通運輸?shù)刃袠I(yè)900余家單位參與了相關(guān)配套研制工作；在文昌、在天津、在上海、在西安，在全國各地，我國航天制造都因新一代運載火箭的研制發(fā)生了轉(zhuǎn)變。

可以說，長五火箭的成功研制也是全國各行業(yè)大力協(xié)同、密切配合、攻堅克難的結(jié)果?；鸺芰Φ奶嵘粌H是中國航天科研能力提升的表現(xiàn)，更是我國綜合國力提升的象征。

馬車再多也不能成為火車

用龍樂豪的話來說，在我國航天歷史上，長五火箭與長二火箭具有同等的地位?！叭绻f長二火箭是我國現(xiàn)役火箭的‘老祖宗’，那么，長五火箭將是我國新一代運載火箭的‘老祖宗’?！?/p>

的確如此，我國現(xiàn)役火箭都是在長二火箭的基礎(chǔ)之上進行研制的，而長五火箭對我國新一代運載火箭也起到了奠基作用。

“長五火箭是一個全新的火箭，一系列新問題也接踵而至?！焙孪７舱J為，這對火箭來說是一個跨越式的臺階，同時也是一個必須要自力更生、自主創(chuàng)新邁上去的臺階。這如同人類探索宇宙的規(guī)律一樣，當(dāng)先行者邁出跨越式的第一步，后來者的跟隨相對會容易許多，而由量變到質(zhì)變的這一步對于中國航天來說，是非走不可且必須要走的。

“火箭的發(fā)展過程大部分時間都是漸進式的小步快跑，但發(fā)展到一定階段就會遇到瓶頸，這個時候便需要更新?lián)Q代?！焙孪７矠橛浾弋嬃艘粡堅鲩L曲線圖，“當(dāng)弧線的曲率，也就是發(fā)展的增長速度開始降低時，就意味著需要尋找新的增長引擎?！?/p>

這就好像經(jīng)濟學(xué)中的線性增長和第二曲線式增長，現(xiàn)代創(chuàng)新理論提出者熊彼特說：無論把多少輛馬車連續(xù)相加，都不能造出一輛火車來。而只有從馬車跳到火車的時候，才能取得十倍速的增長。

直徑大小的限制、發(fā)動機推力的限制、地理位置的限制……如果長征系列火箭繼續(xù)沿著原先的道路走，已經(jīng)無法滿足日益增長的需求。作為航天發(fā)展的“馬車夫”，運載能力也要一步步跨越到火車時代，甚至高鐵時代。

那么，如若想使基業(yè)常青，并不是在一條曲線里面把它拉得非常長、非常陡，而是你如何能夠一次又一次地跨越第二條曲線。正如長五火箭總設(shè)計師李東所說，長五從設(shè)計、仿真、制造到地面各種試驗都變了。毫不夸張地說，長五火箭的研制是從一張白紙上一筆筆畫出來的，因為不管是它的“心臟”——發(fā)動機，還是整體布局結(jié)構(gòu)都是全新的。

中國航天人一步一突破地走過30年，打贏了“動力系統(tǒng)研制、火箭結(jié)構(gòu)研制以及發(fā)射場建設(shè)”這三場戰(zhàn)役。

長五火箭在工程預(yù)研、方案研制、初樣研制階段，型號隊伍全面突破了以12項重大關(guān)鍵技術(shù)為代表的247余項關(guān)鍵技術(shù)，生產(chǎn)各類單機約18031臺，累計開展試驗約1289項，總計超過2萬余次各種地面試驗。

“只要搞新的東西就一定會有新的問題，尤其是更大和更小這兩個極致最難干?！焙孪７舱f道。長五火箭在研制過程中也遇到了多項我國運載火箭發(fā)展史上首次遇到的重大技術(shù)難題，團隊創(chuàng)造性地提出全新方案、采用新技術(shù)、全面系統(tǒng)綜合和優(yōu)化，掌握了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全新技術(shù)。

從首飛成功、遙二失利再到今天的遙三成功，長五火箭團隊臥薪嘗膽式的“苦修”終于撥開云霧見天明。

“彎路不會白走，這會使大家對問題的認識更加透徹，讓隊伍走向成熟，所以不斷暴露問題的過程，也是獲得提升的過程?！遍L五火箭總指揮王玨說。

運送“貴客”的通行證

習(xí)近平總書記指出，“探索浩瀚宇宙，發(fā)展航天事業(yè)，建設(shè)航天強國，是我們不懈追求的航天夢。”太空探索是全人類共同的事業(yè)，擔(dān)負著人類存續(xù)的重任。

長五火箭遙三任務(wù)成功——這張通向太空的通行證，有太多我國重大航天工程任務(wù)翹首期待著。這不僅是驗證長五火箭改進措施有效性、全箭技術(shù)狀態(tài)及飛行可靠性的一次重要考驗，也是實施后續(xù)國家重大科技專項任務(wù)前的最后一次實戰(zhàn)演練，這次任務(wù)的重要意義可想而知。

▲ 云霧中的發(fā)射塔

探月三期嫦娥五號任務(wù)、中國首次火星探測任務(wù)、中國載人空間站任務(wù)等，這是已經(jīng)明確的長五火箭后續(xù)將要承擔(dān)的任務(wù)，每一位“乘客”都是重量級選手。其中，由于火星軌道限制每隔26個月才有時間窗口實施發(fā)射，所以火星探測器對發(fā)射時間的敏感性最強。

長五首飛成功后，世界其他幾個航天大國均將長五火箭與目前世界上性能最高、能力最強的大型火箭——美國的德爾塔4重型火箭相提并論，認為“長五火箭的技術(shù)指標(biāo)使它與美國目前最強大的德爾塔4重型火箭并駕齊驅(qū)”“該火箭的性能超過了歐洲的阿里安5火箭和計劃2020年發(fā)射的阿里安6火箭”“這是改變游戲規(guī)則的一次發(fā)射，是中國航天的新篇章”。

作為目前我國運載能力最大的火箭，長五火箭能夠發(fā)射更大質(zhì)量的衛(wèi)星和探測器，大大拓展了工程任務(wù)設(shè)計方面的靈活性，使得開展距離更遠、規(guī)模更大、成果更多的航天任務(wù)成為可能。

長五火箭及其上面級完全有能力把探測器送到太陽系的任何一個角落，讓中國人的視線無限延伸。比如，它既能把25噸級的航天器送到近地軌道、把14噸級的航天器送到地球同步轉(zhuǎn)移軌道，又能把8噸級的探測器送到地月轉(zhuǎn)移軌道、把5噸級的探測器送到地火轉(zhuǎn)移軌道。在搭配合適的上面級后，長五火箭還能把探測器送到木星等太陽系內(nèi)行星。

根據(jù)目前設(shè)計的軌道，長五火箭在發(fā)射月球探測器、火星探測器時，都是把探測器直接送入轉(zhuǎn)移軌道，無需多繞“圈圈”，省時又省力。因此，長五火箭將成為我國航天任務(wù)的主力火箭之一，有望在中國載人空間站建設(shè)、月球采樣返回、火星探測等多項重大航天工程任務(wù)中繼續(xù)發(fā)揮重要作用，是承載中華民族對浩瀚宇宙向往的“夢想之箭”。

1935年，只有24歲的錢學(xué)森在題為《火箭》的論文中寫下這樣的激揚文字：“你在一個晴朗的夏夜，望著繁密的閃閃群星，有一種可望而不可即的失望吧。我們真的如此可憐嗎？不，絕不！我們必須征服宇宙?！?/p>

今天，當(dāng)我國航天事業(yè)經(jīng)歷了從無到有、從小到大、從弱到強，走出一條自力更生、自主創(chuàng)新的中國特色發(fā)展道路之時，青年錢學(xué)森的壯語豪言猶在當(dāng)代航天人耳畔回響，他們也正在為了這項偉大的事業(yè)堅守初心、砥礪前行。