出品:科普中國
製作:一顆青椒
監製:中國科學院計算機網絡信息中心
大家在新聞中常常可以看到這樣的消息:"我國在某衛星發射中心用某型運載火箭,成功發射了……",這裡的"某型運載火箭"絕大部分是我國的"長徵"系列運載火箭,例如昨天在文昌航天發射場成功發射我國新型載人飛船的"長徵五號B遙一"運載火箭。
不知你是否想過,為何我國的火箭以"長徵"為名?這些火箭又是如何命名的?
"長徵"與長徵
"長徵"——提起這兩個字,很多人的腦海裡肯定會想到這兩件事情:一件是八十多年前紅軍那二萬五千裡的漫漫徵途,再一件就是五十年來不斷將我國的衛星和航天員送入太空的"長徵"系列運載火箭。
在我國運載火箭設計之初,第一批航天人受毛主席《七律·長徵》中表達出的紅軍為實現革命目標不畏艱辛、頑強奮鬥的精神啟發,提出了將我國運載火箭命名為"長徵"的構想,並獲得了上級的批准。自那時起,我國的運載火箭就被稱作"長徵"火箭了。
火箭型號中的數字、字母和關鍵字,都是什麼意思?
從1970年到2020年,經歷了半個世紀的探索與發展,我國"長徵"系列運載火箭開枝散葉,發展出十幾種不同型號。為了方便區分,我國將不同型號的基礎型火箭命名為"長徵x號",英文簡稱就是"長徵"的拼音字頭"CZ"。
而由這些基礎型火箭改進構型而來的子型號,則命名為"長徵x號甲/乙/丙"等等,英文簡稱就是"CZ-x A/B/C"。
此外,由於火箭在服役過程中得到一定改進,但改進幅度比較小,此時便直接在該型號火箭後面加一個"改"字,以表示其與之前型號的不同。
舉個例子,長徵三號系列火箭中有長徵三號(CZ-3)、長徵三號甲(CZ-3A)、長徵三號乙(CZ-3B)和長徵三號丙(CZ-3C)四個型號,後面三個型號都是在CZ-3的基礎上通過改進三級和捆綁不同數量的助推器實現的,所以都歸入了長徵三號系列中。
而CZ-3B和CZ-3C這兩個型號又進行過很多小改進,如加長助推器和一級、更新導航組件等;這一系列"小步快跑"式的改進,則是直接在此型號後面加"改"字表示,如"長徵三號乙改一/改二"(CZ-3B G1/G2)等。
有時候在新聞中會看到"長徵x號"名字的後面會出現"遙xx"這樣的稱呼,這裡的"遙"實際上是"遙測箭"的簡稱。在火箭發射過程中,為了實時追蹤飛行狀態,需要在火箭上裝設遙測設備,裝有這些設備的火箭被稱為"遙測箭"。"遙"字後面的數字可以理解為是本型火箭生產編號,例如"長徵五號遙一(CZ-5 Y1)"就是第一枚長徵五號火箭,"CZ-5 Y3"就是第三枚等等。
火箭型號的數字越大,火箭越先進/大/新嗎?
我國早期的運載火箭發展主要是由衛星的發射需求決定的。
上世紀60年代,為了將我國第一顆人造衛星送入太空,在中遠程彈道飛彈的基礎上研發了CZ-1火箭;隨著近地軌道衛星變得更大更重,中遠程飛彈的底子就有些力不從心了,於是在洲際飛彈基礎上研發的CZ-2火箭應運而生。
到了70年代中期,我國同步軌道通訊衛星計劃啟動,火箭的飛行目標從近地軌道提升至同步軌道。在CZ-2基礎上加裝三級的CZ-3和CZ-4應運而生,其中CZ-3採用了當時技術較為先進的液氫液氧燃料三級,同時,由於擔心CZ-3的三級研製難度過大而拖慢進度,CZ-4則選取了難度相對較低的常溫燃料三級,兩種型號同步發展。
後來CZ-3和CZ-4的進度都頗為順利,由於氫氧燃料第三級更適合發射同步軌道衛星,CZ-3逐漸發展成了我國發射同步軌道衛星的主力火箭。為了不浪費CZ-4的現有成果,同時為了發射太陽同步軌道氣象衛星風雲一號,CZ-4進一步改進成為發射氣象衛星的CZ-4A型火箭。
上世紀九十年代,隨著CZ-3B等一系列火箭的投入使用,中國完善了火箭體系,但同時也暴露出一些問題,包括燃料成本高昂且劇毒、直徑偏小、型號偏多和型譜重疊等。為了解決這些問題,新一代長徵五號運載火箭應運而生。2006年立項之初,長徵五號計劃以5m直徑氫氧燃料芯級作為核心,通過靈活組合3.35m和2.25m兩種直徑的液氧煤油燃料助推器,來滿足不同運力和不同軌道的發射需求。
例如,使用5m直徑一級捆綁4個2.25m助推器的一級半構型,LEO運力為10噸;換成4個3.35m直徑的大助推器,LEO運力就能達到25噸。
在這些一級半構型上添加氫氧二級,形成二級半構型,長徵五號就能實現同步軌道發射任務,GTO運力分別為6噸與14噸。
而這些助推器模塊獨立出來,也能形成新型小、中型火箭的衍生型號,它們能夠承擔其他運力範圍的發射任務。
此後,長徵五號的方案經歷過一些更改,到了2009年與2010年,原本作為長徵五號系列中衍生型號的小、中型火箭,分別獨立形成了長徵六號與長徵七號兩個新系列,長徵五號系列最初的6個方案中只保留了GTO與LEO運力最大的兩個,就是現在的長徵五號和長徵五號乙型火箭。
長徵五、六、七號將作為我國未來航天發射的主力軍,"老長徵"系列或許會逐漸完成它們的歷史使命。
除了前述的液體燃料運載火箭之外,我國利用新型固體燃料彈道飛彈技術改進的長徵11號、快舟系列運載火箭以其快速響應、快速發射的優越特性,與同樣可以快速發射的CZ-6在近年來的小衛星發射活動中佔據了一席之地,可謂"固液兩開花"。
如此來看,我國運載火箭並不是數字越大,火箭越大、越先進,而是根據型號立項時間的早晚和實際需求的變化綜合決定的。
從長徵一號到長徵十一號,中國航天事業歷經了50年的艱難長徵,取得了一系列輝煌的成就。"實踐"、"風雲"、"神舟"、"北鬥"、"嫦娥"、"天宮"、"天舟"、"悟空"、"墨子"……這些熟悉的名字經由"長徵"系列運載火箭的託舉,進入了廣闊的太空之中。可以說,一代代"長徵"火箭,是一代代中國人艱苦奮鬥、自力更生的回憶。
未來,我們將建設自己的空間站,取回來自月球的第一抔土,我們將向火星投送著陸器,我們還將飛出小行星帶,甚至還將要前往更加浩渺的星際空間中。我們還可能將在未來載人登月,新時代的"嫦娥"將踏足廣寒。
而始終不變的,是"長徵"火箭的呼號,是我們長徵太空的夢想!
"待來日,去星辰大海,九天翱翔!"
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