揭秘!中國長徵火箭50年前如何敲開太空之門

2020-11-18 中國青年報

中國青年報客戶端訊(姜哲 中青報•中青網記者邱晨輝)4月24日是第5個「中國航天日」。1970年4月24日,我國用第一枚運載火箭「長徵一號」成功將第一顆人造地球衛星「東方紅一號」送入太空,中國人自此叩開了通往浩瀚宇宙的大門。

運載火箭進入太空的能力是探測和利用太空的前提與基礎。長徵一號火箭不僅是中國第一枚運載火箭,其誕生標誌著中國從此具備了進入太空的能力,標誌著中國人探索宇宙奧秘、和平利用太空真正成為可能。

(圖為長徵一號,航天科技集團一院供圖)

1965年1月,時任國防部五院副院長的錢學森向國防科委提出「制定中國人造衛星研究計劃」,受到了周恩來總理、聶榮臻元帥等中央領導的高度重視。1966年5月,中國第一顆人造地球衛星定名為「東方紅一號」,運載火箭定名為「長徵一號」(CZ-1)。

1967年11月,國防科委下發《關於長徵一號研製任務移交的通知》,決定將長徵一號研製任務由原來七機部的第八設計院移交給第一設計院(中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術研究院前身)。中國運載火箭技術研究院此後擔負起「長徵一號」總體設計和抓總任務的使命。

作為我國首枚運載火箭,長徵一號在研製中不可避免地遇到了不少新技術難題。時任中國運載火箭技術研究院副院長的任新民,是火箭研製的技術負責人。從總體方案到各分系統,他深入現場親自對各種技術問題進行認真的分析研究、校核、審查和落實。

在火箭最為核心的整流罩及整流罩分離技術方面,他帶領時任中國運載火箭技術研究院總體設計部負責人謝光選修改了原來的方案,重新確定了「兩個半罩先縱向解鎖,然後水平方向快速平拋」的新方案,通過多次地面試驗,使火箭整流罩以8m/s的速度,平穩而迅速地分離開。

當時,對在高真空、低溫和有應力條件下,長徵一號火箭的「二、三級」和「星-箭」金屬結構件之間是否可能發生「冷焊」而影響分離,眾說紛紜、認識不一。為此,中國運載火箭技術研究院總體設計部人員決定在「星-箭」分離彈射器中採取鍍金、在「二、三級」對接框上塗二氧化鉬的措施防止意外。實踐證明,這一決定是十分正確和必要的。

1970年4月24日,酒泉衛星發射基地,隨著操縱員按下發射的紅色「點火」按鈕,長徵一號火箭噴吐著桔紅色的巨大火焰,徐徐升空託舉東方紅一號衛星奔向茫茫太空。15分鐘後,傳來「衛星入軌」的捷報,隨後「東方紅」樂曲在太空響起,並向全世界廣播。至此,中國第一顆人造地球衛星發射成功,長徵一號火箭圓滿完成發射任務。

如果說長徵一號火箭的成功,邁出了「萬裡長徵」的第一步,那麼,中國航天五十年間的不斷開拓創新,讓「長徵」火箭走出了一條跨越發展的不凡之路——

1984年4月8日,長徵三號運載火箭成功將東方紅二號通信衛星送入預定軌道,標誌著中國成為世界上第三個掌握先進低溫火箭技術的國家。作為我國首個三級液體運載火箭,長徵三號火箭第三級採用了低溫的液氫液氧發動機,具有二次啟動能力,使「長徵」火箭完成了從常規推進劑到低溫推進劑的跨越。

1990年7月16日,我國第一枚捆綁式運載火箭長徵二號E火箭(也稱為「長二捆火箭」)成功發射。長二捆火箭近地軌道(LEO)運載能力達到9.2噸,地球同步轉移軌道(GTO)運載能力從1.5噸提高到4.8噸,中國運載火箭技術水平達到新的高度,「長徵」火箭實現了從串聯到並聯的跨越。

1999年11月20日,長徵二號F運載火箭成功將神舟一號飛船發射入軌,成功完成我國載人航天工程的首次飛行。2003年10月15日,長徵二號F運載火箭成功將神舟五號飛船送入預定軌道,航天員楊利偉搭乘飛船進入太空,實現了中華民族的千年飛天夢想,使中國成為繼美、俄之後第三個掌握載人航天技術的國家。長徵二號F運載火箭享有「神箭」的美譽,其可靠性為0.97,安全係數達到0.997,目前已經完成了13次發射,發射成功率100%。自此,「長徵」火箭完美實現了載人飛行的跨越。

2015年9月25日,我國新型四級固體運載火箭長徵十一號火箭首飛成功,以「一箭四星」的方式將四顆微小衛星送入預定軌道,在完善我國運載火箭型譜的同時,大幅提升了低成本、快速進入空間的能力,標誌著我國運載火箭實現了從液體到固體的跨越。

2016年11月3日,我國新一代大推力運載火箭長徵五號首次飛行任務取得圓滿成功。

這份長長的成績單,只是「長徵」火箭不斷跨越的縮影,五十年間,「長徵」火箭承擔了多項國家重大航天工程,載人航天工程、北鬥導航工程、探月工程、高分工程的背後都有「長徵」火箭的有力託舉。

據中國運載火箭技術研究院院長王小軍介紹,這50年裡,「長徵」火箭家族也不斷壯大,從當年長徵一號「一支獨苗」,到現在十餘型「長徵」火箭在飛,可以滿足不同載荷、不同軌道的需求;截至目前,「長徵」火箭已經邁過三百次的發射大關,從第一個百次發射所用的37年,到第三個百次發射的4年零3個月,高密度發射已經成為中國航天的新常態,2018、2019年連續兩年發射次數居於世界首位。

王小軍說,近年來,以長徵五號、長徵六號、長徵七號、長徵十一號為代表的新一代運載火箭完成研製並成功首飛,極大提升中國進入空間的能力。2020年,長徵系列運載火箭已經走過50個年頭,中國運載火箭從無到有,從小到大,從弱到強,已經發展成為中國具有戰略意義的高科技產業。

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