12月22日12點37分，我國新一代運載火箭長徵八號在中國文昌航天發射場成功點火起飛，順利將五顆衛星送入預定軌道，首飛任務取得圓滿成功。
五顆衛星中，主衛星為航天科技集團五院研製的新技術驗證七號衛星，搭載的四顆小衛星分別是長沙天儀空間技術研究院有限公司的海絲一號、元光號，北京智星空間科技有限公司的智星一號A星以及北京國電高科科技有限公司的天啟星座08星。
此次任務是我國長徵系列運載火箭的第356次飛行。
（今早六點的發射塔架）
首飛的長徵八號運載火箭由航天科技集團一院研製。一方面充分吸收和繼承了現役火箭和新一代火箭的成果和先進技術，另一方面又結合自身特點開展新技術的驗證與應用，並最終呈現出現在的構型。
長徵八號採用芯級捆綁2枚助推器構型，全長約50.3米，起飛質量約356噸，起飛推力約480噸，700公裡太陽同步軌道運載能力不小於4.5噸，同時可兼顧近地軌道和地球同步轉移軌道發射需求。
長徵八號一子級直徑3.35米，與長徵七號芯一級基本一致。二子級直徑3米，與長三甲三級基本一致。助推器直徑2.25米，整流罩直徑4.2米。
一子級配置2臺120噸級YF-100液氧煤油發動機，二子級配置2臺8噸級YF-75氫氧發動機，助推器各配置1臺120噸級YF-100液氧煤油發動機。
（航天科技集團一院供圖）
最短時間研製一型新火箭
2015年年初，航天科技集團一院展開了關於長徵八號運載火箭的論證工作。經過兩年多的反覆論證，長徵八號運載火箭在2017年5月正式立項。研製團隊僅用了短短一年時間，就完成了火箭方案設計。2018年4月，長徵八號正式轉入工程研製階段，並於2020年10月完成出場評審，滿足首飛要求。
「長徵八號運載火箭工程從立項研製到首飛成功，僅用時3年多時間，創造了中國運載火箭研製時間最短的紀錄，這在我國火箭研製歷史上是不多見的。」長徵八號運載火箭總設計師宋徵宇介紹道。
如何用最短時間研製一款新火箭？
在我國新一代運載火箭的論證過程中，以液氧煤油和液氫液氧發動機為基礎，提出了新一代大、中、小型運載火箭的發展構想，並通過二十多年的預研和工程研製，形成了2.25米和3.35米直徑通用模塊，成功研製了長徵五號、長徵七號等新一代運載火箭，為我國新一代運載火箭「模塊化、系列化、組合化」發展奠定了基礎。
長徵八號研製團隊在論證過程中，從我國現有的火箭模塊裡，進行了幾百種搭配，不斷創新研製思路和方案，最終提出了現在的構型，即長徵八號火箭一子級狀態與長徵七號火箭芯一級基本一致，二子級狀態與長三甲系列火箭三級基本一致。
火箭設計師們以模塊化組合、產品化選用為原則，充分繼承現役火箭的共用技術和產品，借鑑已有的試驗驗證成果，深入貫徹共用產品使用思想，按照運載火箭產業化發展思路，以最小代價、最短時間完成型號的集成研製。
填補空白：700公裡SSO運力4.5噸
長徵八號火箭主要聚焦於未來太陽同步軌道（SSO）的高密度發射任務，在700公裡太陽同步軌道上，其運載能力可達到4.5噸，同時，長八火箭還可兼顧近地軌道和地球同步轉移軌道發射需求。
長徵八號為何橫空出世？
產業發展帶動著需求上漲。許多資源衛星、科學試驗衛星甚至是低軌衛星網際網路系統組網都要在太陽同步軌道上運行，帶來了大量的太陽同步軌道發射任務和服務需求。而目前我國已研製成功的新一代運載火箭由於各自的定位和使命不同，有的型號運載能力稍顯不足，有的又如同「大馬拉小車」，成本過高。
長徵八號運載火箭總設計師宋徵宇告訴記者，以往我國的運載火箭大多是針對某項工程任務而設計研發的，但對於未來市場佔比達到70%以上的商業衛星而言，並沒有特別適合的火箭。因此，必須快速研製出一款更為「親民」的新一代中型運載火箭，填補太陽同步軌道衛星發射能力空白，滿足未來各類發射需求。
「長徵八號可以填補我國新一代運載火箭的能力空白，將我國運載火箭太陽同步轉移軌道運載能力從3噸提升至4.5噸。」長徵八號運載火箭總指揮肖耘介紹。
瞄向可回收火箭
首飛的長徵八號運載火箭也針對火箭可重複使用技術展開了探索和研究。
長徵八號實現了發動機推力調節技術的首次工程應用，在飛行中對液體火箭發動機進行節流控制。「推力調節技術是火箭可重複使用的關鍵技術，必須掌握。」肖耘說。
宋徵宇形象地比喻，火箭發動機的推力節流技術就像給汽車換擋一樣，在點火起飛時開足全力衝上去，在飛行過程中調節發動機的推進劑流量，以此來達到調整推力、控制速度等目的。推進劑節流技術可以對火箭進行牽制釋放，不想讓它走的時候能拽得住，想讓它走的時候放得開，這樣才能在火箭返回時「收住油門」。
有了這項技術後，還可以在點火起飛時讓發動機先工作很短的時間，在正式起飛前對發動機進行全覆蓋測試，一旦發動機出現故障，立刻節流控制，緊急叫停發射任務，避免後續損失。
此前幾年，研製團隊圍繞火箭一級回收開展了技術嘗試，以垂直起飛和垂直降落為目標，按步進行火箭回收試驗。目前，著陸緩衝機構、低空低速的返回段制導、自主控制等回收技術均處於緊張的試驗階段，預計在明年左右完成可回收關鍵技術的進一步攻關。
智慧型長徵八號
近年來，我國運載火箭高密度發射已呈常態化，但飛行故障甚至飛行失利也偶有發生。如果火箭具備故障診斷和自主飛行能力，在發生故障時，自主調整，飛行結果便能大幅改善。
長徵八號運載火箭基於控制效果的噴管極性辨識和控制重構算法的應用，突破了大靜不穩火箭主動減載控制技術，同時兼顧提升對故障的適應能力，為智慧化發展應用打下堅實基礎，讓運載火箭變得有智慧、更聰明。
此次發射的長徵八號是組合型火箭，芯一級和助推器均採用長徵七號一級狀態，結構非常強，而二子級採用長三甲三子級，結構相對比較輕薄，承載能力有限制。按照火箭的飛行軌道設計，火箭將在一、二級分離前通過南海上空稠密大氣層，西向的大風將對火箭飛行形成垂直作用力。
「如果火箭在稠密大氣中仍保持高速飛行的狀態，輕則拉偏位移，影響入軌精度，重則導致火箭被大風吹斷解體。」肖耘說。因此，研製團隊採用大靜不穩火箭主動減載控制技術，通過自適應減載控制，將發動機100%的推力降到77.5%，提升了輕質貯箱結構對不確定風場的適應性，順利通過「危險地帶」。
此次首飛成功的長八火箭具備了滑行段飛行故障在線辨識的能力，能夠在特定故障工況下，自主進行姿態控制重構的能力，提升火箭飛行控制的適應性和智能化水平。通過設計基於控制效果的噴管故障辨識和控制重構算法，開展故障在線辨識，並根據故障辨識結果，進行姿態控制重構。
宋徵宇告訴中國航天報記者，假如火箭發現原有的目標軌道已經不可達了，就會自動計算出一個臨時停泊軌道，進行衛星救援。「目前，國際明確上提出這項技術的，只有我們長徵系列運載火箭。」宋徵宇自豪地說，在各項新技術的加持下，長徵八號火箭變得更加智能了。
徵戰商業航天市場
長徵八號火箭立項之初，便被賦予了「打造一款經濟、好用、可量化批產並具有國際競爭力的火箭」的光榮使命。長徵八號火箭的主要運載能力集中在太陽同步軌道，而這裡恰好是商業航天發射需求最為旺盛的「黃金地段」。
商業發射服務最主要的三個需求，便是物美、價廉、快速。
長徵八號繼承了已有型號的成熟模塊，可靠性設計考慮的更充分，宋徵宇指出：「可靠是火箭的基礎，無論什麼樣的用戶，都需要可靠，但提供商業發射服務的長徵八號火箭可靠性，是基於成本考慮的。」他坦言，不能將商業航天的可靠性和載人航天相比較，「未來長徵八號火箭可以對標國際同行，經濟性有可比性，可靠性更高。」
長徵八號首飛試驗隊將材料性挖掘到極致，未來，箱體的人工成本和原材料成本可下降30%，達到經濟性和運載能力的平衡。「長八火箭運載效率在國內火箭中是名列前茅的，運載能力的提升、成本的下降，必然會帶來很高的性價比。」長徵八號運載火箭副總指揮段保成段保成說。
長徵八號通過「模塊化、系列化、組合化」研製理念以及全箭模態綜合技術等一系列方法，在保證產品可靠性的前提下，進一步節省測發成本，縮短研製周期、履約周期和發射周期，預計未來可實現接單12個月進場，進場10天發射的快速服務能力，用最短時間、最少成本，打造出一款具有競爭力的產品。
想要徵戰商業航天市場，就必須是個多面手，長徵八號不僅可以發射太陽同步軌道衛星，還能兼顧近地軌道和地球同步轉移軌道發射能力，使其具有更強的市場競爭力。
人物介紹
長徵八號運載火箭總設計師是靖江人宋徵宇
宋徵宇表示，長徵八號火箭2018年4月轉入工程研製階段工作，2020年10月完成了出廠評審。從型號開始論證到首飛火箭具備出廠條件，僅用時2年多，這在新一代運載火箭研製的歷史上是不多見的。
此外，長八火箭還是我國首個研製中未開展全箭模態試驗的中大型火箭，它採用了虛實結合的模態分析技術，全箭動特性數據在已有模塊試驗數據及動力學模型的基礎上，通過全箭動力學模型組裝和數值仿真計算獲取。這大幅縮短了研製周期，降低了研製費用。
宋徵宇，載人航天工程領域青年技術領軍人物，工學博士，中國宇航學會會員，國際宇航科學院院士。
1970年出生于靖江市靖城鎮（今靖城街道），1988年從靖江縣中學（今江蘇省靖江高級中學）畢業進入浙江大學，1995年中國運載火箭研究院碩士研究生畢業後即從事航天工作。現為中國航天科技集團中國運載火箭技術研究院研究員，長徵八號運載火箭總設計師。先後榮獲「中國青年五四傑出貢獻獎章」「中國十大傑出青年」「全國五一勞動獎章」等稱號。
▍大泰州綜合整理自中國航天報
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