「胖五」的3大絕技

2020-07-24 科技日報

姜哲 科技日報記者 付毅飛

2020年7月23日，由中國航天科技集團一院抓總研製的長徵五號遙四運載火箭從中國文昌航天發射場發射升空，成功將我國首個火星探測器送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。

「胖五」的3大絕技

發射現場。攝影：付毅飛

這意味著被暱稱為「胖五」的長徵五號運載火箭掌握了新的「絕技」。至此，「胖五」已經先後執行過發射高軌大衛星、發射載人飛船試驗船，以及發射深空探測器三類任務。

記者從一院了解到，後續長徵五號遙五運載火箭計劃於年內將嫦娥五號探測器送入地月轉移軌道，為我國首次月球採樣返回任務做出貢獻。2021年一季度，長徵五號B運載火箭還將執行中國空間站核心艙發射任務。作為長徵火箭家族的實力擔當，「胖五」將力助中國航天登上更廣闊的舞臺。

助力深空探測器穿越星際

探索浩瀚宇宙，是中華民族千百年來孜孜以求的夢想。隨著航天技術發展，我國有序部署推進深空探測計劃，不斷探尋太空奧秘。

此前，我國深空探測的主要目標是月球，相繼用有著「金牌火箭」之稱的長徵三號甲系列運載火箭，發射了「嫦娥一號」至「嫦娥四號」月球探測器。然而如果要將更大重量的探測器送上月球，或者將探測器送往更遙遠的火星，需要有運載能力更大的火箭，目前長徵火箭家族中只有「胖五」可以擔綱。

記者從航天科技集團六院了解到，承擔火星探測器發射任務的長徵五號遙四運載火箭，裝有該院研製的4型共30臺發動機，分別是8臺120噸級液氧煤油發動機、2臺50噸級氫氧發動機、2臺9噸級膨脹循環發動機，18臺姿控發動機。它們為火箭提供了上千噸的起飛推力。

據航天科技集團八院黨委書記宗文波介紹，以8臺120噸級液氧煤油發動機為動力的4個直徑3.35米助推器，是國內目前最大的低溫液體助推器。它們是「胖五」起飛的主要動力源，所提供的起飛推力佔90%以上。

「胖五」出色的運載能力，為我國火星探測計劃奠定了堅實基礎。相比此前我國實施的月球探測任務，此次「胖五」發射火星探測器具有幾個特點。一是入軌速度更高，火箭與探測器分離時的速度將高於每秒11.2千米的第二宇宙速度。二是探測器更重，我國火星探測器重約5噸，比嫦娥四號探測器重1噸多，是目前我國發射最重的深空探測器。此外，此次火星探測任務在環繞探測的同時，還要實現在火星表面軟著陸和巡視探測，任務的多樣性對運載火箭的發射能力提出了更高要求。

未來，「胖五」還將助力中國深空探測器飛向更遙遠的木星、土星等。

給高軌衛星發射提供更多選擇

「胖五」作為我國新一代運載火箭中首個立項研製的型號，始終以大幅提升我國進入空間的能力為己任。除了面向深空，其地球同步轉移軌道運載能力可達14噸，可為滿足未來我國地球同步軌道衛星的發射需求提供更多選擇。

此前，我國發射高軌衛星的主力軍是長徵三號甲系列運載火箭。其中運載能力最大的長徵三號乙運載火箭，地球同步轉移軌道運載能力約為5.5噸，可滿足目前我國大部分高軌衛星的發射需求。

隨著技術發展，更大衛星平臺相繼問世，其具備更強能力、更多功能，可以攜帶更多有效載荷，同時重量也更大，對火箭的運載能力有著更高要求。例如長徵五號遙三運載火箭成功發射的實踐二十號衛星，基於我國最新的東方紅五號衛星平臺研製，重量達到8噸。如果用長徵三號乙運載火箭，無論如何也是發射不了的，而「胖五」完成此類任務則遊刃有餘。

據一院長徵五號運載火箭總設計師李東介紹，「胖五」的出現不僅提升了我國高軌衛星的發射能力，也為不同任務帶來了更多選擇。例如發射重量在5噸左右的高軌衛星，既可以用長徵三號乙運載火箭發射，實現較高性價比，也可以通過長徵五號火箭搭配上面級以「一箭雙星」方式發射，更快速地完成多星部署。

為空間站提供「私人訂製」發射服務

同屬於長徵五號系列的長徵五號B運載火箭，是我國首個採用一級半構型的新一代大型液體運載火箭，也是專門為載人航天工程空間站建設而研製的一型火箭。它將為我國空間站核心艙和實驗艙提供「私人訂製」般的發射服務。

長徵五號B運載火箭的近地軌道運載能力可達25噸，其獨有的大推力直接入軌技術和大直徑艙箭分離技術，可實現只用一級火箭直接將有效載荷送入預定軌道。它擁有國內最大的整流罩，其高度20.5米、直徑5.2米，如同一幢6層小樓，足夠容納空間站艙段。為滿足空間站交會對接的要求，它還具備「零窗口」發射能力。

在中國載人航天工程中，有著「神箭」美譽的長徵二號F火箭，承擔了「天宮一號」「天宮二號」以及所有「神舟」系列飛船的發射任務。而接下來，我國載人航天工程將建造空間站，這對火箭運載能力提出了更高要求。例如中國空間站核心艙全長16.6米，重量超過22噸，目前我國只有「胖五」能完成發射任務。

2020年5月5日，長徵五號B運載火箭圓滿完成首飛任務，我國空間站階段飛行任務首戰告捷，為實現中國載人航天工程第三步發展戰略奠定了堅實基礎。

編輯：張琦琪

審核：朱麗

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    此次護送嫦娥五號登月的，是有「胖五」暱稱的長徵五號火箭。「胖五」由中國航天科技集團有限公司一院抓總研製，是我國目前起飛規模最大、運載能力最強的運載火箭。「胖五」身高約57米，起飛重量約870噸，使我國現役火箭的運載能力提升2.5倍。
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    因為體型比其他長徵火箭更加寬大，長徵五號運載火箭也被親切地稱呼為「胖五」。「胖五」全長近57米，起飛重量約870噸，起飛推力超過1000噸，地球同步轉移軌道（GTO）運載能力可達14噸，是目前我國運載能力最大的火箭。
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  • 為了「奔火」，「胖五」有多拼
    7月23日，「胖五」即長徵五號遙四運載火箭成功將我國首個火星探測器送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。從火箭起飛到探測器入軌，「胖五」的飛行過程約有2167秒。可別小看這半個來鐘頭，為了確保完成任務，這個由中國航天科技集團一院抓總研製的火箭可是做了精心的準備。為了「奔火」，它到底有多拼？記者採訪了中國航天科技集團一院火箭研製專家。
  • 為什麼「胖五」發射嫦娥五號要選在凌晨？
    而護送嫦娥五號登月的正是有「胖五」之稱的長徵五號運載火箭。「胖五」是我國目前起飛規模最大、運載能力最強、技術跨度最大的一型運載火箭，採用3型12臺全新研製的大推力發動機，主發動機均採用無毒無汙染的推進技術，實現液體運載火箭直徑由3.35米至5米的跨越。
  • 「胖五」轉運成功「嫦娥」奔月在即
    據新華社電 記者從國家航天局獲悉，11月17日，長徵五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在中國文昌航天發射場完成技術區總裝測試工作後，垂直轉運至發射區，計劃於11月下旬擇機實施發射。長徵五號遙五運載火箭於9月下旬由遠望運輸船隊安全運抵海南文昌清瀾港，並通過公路運輸方式分段運送至中國文昌航天發射場。
  • 胖五：天氣不錯，溜溜達達「搬個家」吧
    長徵五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在完成技術區總裝測試工作後，在今天（17日）上午垂直轉運至發射區，這也是胖五在地球唯一一段也是最後一段「直立」行走的路程。胖五從總裝廠房出發到與發射塔架相擁，3公裡的距離走了2小時，平均時速只有1.5公裡，現場所有參試的航天人，一直陪伴在長五身邊，帶著祝福與不舍，目送胖五進入發射塔架的懷抱。
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    「胖五」有了新乘客 嫦娥五號探測器 　　計劃實現中國首次月面自動採樣返回　　南海之濱，「胖五」揚帆。中國探月，如今邁出意義更為深遠的一步。
  • 又一枚「胖五」要上天:搭載實踐十八號衛星也是看點
    為什麼「胖五」發射這麼受關注？此前我國液體運載火箭的箭體直徑大多為2．25米或3．35米，而長徵五號箭體直徑達到了5米。相比過去「苗條」型的火箭，長徵五號被人們暱稱為「胖五」。「胖五」是我國目前技術難度最複雜、運載能力最大的新一代運載火箭。
  • 嫦娥攬月|為什麼「胖五」發射嫦娥五號要選在凌晨?
    而護送嫦娥五號登月的正是有「胖五」之稱的長徵五號運載火箭。「胖五」是我國目前起飛規模最大、運載能力最強、技術跨度最大的一型運載火箭，採用3型12臺全新研製的大推力發動機，主發動機均採用無毒無汙染的推進技術，實現液體運載火箭直徑由3.35米至5米的跨越。「胖五」身高約57米，起飛重量約870噸，是名副其實的「大力士」。
  • 「胖五」長徵五號遙二運載火箭發射失利
    同時，這次發射也是我國在今年下半年探月三期嫦娥五號月球探測器發射前，對「胖五」火箭的最後一次實戰演練。 此前我國液體運載火箭的箭體直徑大多為2.25米或3.35米，而長徵五號箭體直徑達到了5米。相比過去「苗條」型的火箭，長徵五號被人們暱稱為「胖五」。 「胖五」是我國目前技術難度最複雜、運載能力最大的新一代運載火箭。
  • 「胖五」為了「奔火」有多拼？一組數字告訴你
    為此，一院研製團隊對「胖五」的軌道進行了精細化的「窄窗口多軌道」設計。據測算，本次發射任務有連續14天的窗口期，每天的發射窗口寬度為30分鐘。研製人員將30分鐘的發射窗口細分成3個寬度為10分鐘的發射窗口，分別設計發射軌道，將軌道偏差控制在極小範圍內。