科技 新浪科技 一年之內「4連發」長征五號火箭刷新歷史

一年之內「4連發」長征五號火箭刷新歷史

原標題:一年之內「4連發」長征五號火箭刷新歷史

9d86-kefmphc6100237.jpg長征五號運載火箭

  「嫦娥五號」探測器在中國海南文昌航天發射場發射在即,此次發射任務舉世矚目。近日,長征五號研製團隊就此次發射任務的有關情況回答了廣州日報全媒體記者的提問。

  文、圖/廣州日報全媒體記者 肖歡歡 通訊員 高崇芮

  廣州日報:這次任務是探月三步走的「收官之戰」,對長征五號運載火箭提出哪些新要求?研製團隊是怎麼應對的?

  「長五」團隊:長征五號運載火箭是由中國航天科技集團有限公司第一研究院抓總研製的新一代大型液體運載火箭。對「長五」火箭來說,發射「嫦娥五號」探測器的軌道是全新的。為了這個任務,研製團隊開展了新的全套設計,並且要考慮到地月的相對位置關係,因此相比常規的通信衛星發射任務,要考慮的約束條件更多。研製團隊對所有設計工作都經過了嚴格縝密的地面驗證實驗,做了充分準備,保證將探測器準確送入軌道。

  廣州日報:這次「嫦娥五號」的發射窗口為何特別短?

  「長五」團隊:本次任務發射窗口不僅受地球和月球之間的相對距離、運動規律的影響,要滿足地球和月球之間距離最短,還要滿足軌道分析與軌道設計最恰當等條件,所以窗口相對較短。像此前火星探測任務的發射窗口大概是連續14天每天30分鐘,而「嫦娥五號」任務的發射窗口只有3天,其中11月有兩天,12月有1天,每天50分鐘。為了盡量利用珍貴的發射窗口,我們採用了「窄窗口多軌道」的方案,每天設計5條軌道,覆蓋50分鐘的窗口寬度。

  廣州日報:什麼是「窄窗口多軌道」?為何要採用這種方案?

  「長五」團隊:對於深空探測任務,受相對位置隨時間不斷變化的影響,在不同時刻發射,需要不同的路徑。在本次任務每天50分鐘的窗口寬度內,我們規劃了5條軌道,如果在第一個10分鐘內發射,選擇第一條軌道;如果在第二個10分鐘內發射,就自動選擇第二條軌道,相當於在50分鐘的窗口期中,有5條路可以走。

  「長五」是低溫火箭,相比常規火箭來說,射前流程、射前動作都是非常複雜的。比如,進入射前6分鐘左右,各個模塊的儲箱才進行增壓以及連接器脫落的操作,射前這段時間內任何一個動作出現異常,都會導致火箭不能按預定窗口發射。如果只採用一條軌道,一旦火箭出現異常,應急處置完就錯過了發射窗口,無法正常執行發射任務。「窄窗口多軌道」是提高發射概率和發射可靠性的一個重要措施,即使射前某個時段出現異常,應急處置延遲幾分鐘,也還可以有發射機會。

  廣州日報:今年我國幾項重大發射任務都是由「長五」火箭來執行,為何會有這樣的安排?

  「長五」團隊:長征五號立項之初,就註定將承擔我國新一代的大型航天工程。從立項時間來說,「長五」火箭先立項,而探月工程三期、火星探測任務、空間站建設等都是在「長五」之後才立項的。正是有了「長五」火箭,我們才有了不斷開拓新航天領域、新項目的新平台,才可以把更大的載荷精準送到預定軌道。

  同時,這也是有效載荷對運載能力的需求決定的。目前,深空探測有效載荷的重量都比較大,比如火星探測是5噸,我國只有長征五號運載火箭具備將5噸有效載荷送入地火轉移軌道的能力;而本次探月任務要實現月球採樣返回,整個探測器包括環繞器、著陸器、巡視器,組合體重量非常大,在我國現有運載火箭中,也只有長征五號具備把它送入地月轉移軌道的能力。

  廣州日報:從去年12月底算起,將近一年時間內高密度的「4連發」,研製團隊是怎樣應對的?

  「長五」團隊:去年底「長五」遙三複飛以來,我們總共執行了四發飛行試驗任務,工作量非常飽滿。對於長征五號這一大型新研火箭來說,在不到一年的時間內連續完成4次發射,而且每一次都是重大任務,需要全體研製人員完全投入。一髮長征五號火箭的總裝時間大概是三個月,總測時間是一個月,進入發射場以後完成整個流程是兩個月,也就是說每準備一發「長五」火箭大約需要六個月。

  而為實現一年內4次發射任務,我們基本是幾發任務同時并行開展。當一發火箭在發射場發射,另一發火箭就在總裝總測,「長五」研製團隊人員分為幾撥,分別在北京、天津、文昌同步開展工作,確保了一年四發任務的完成,這也是史無前例的。

  廣州日報:為何每一發「長五」火箭的實施流程都比其他火箭長?

  「長五」團隊:長征五號火箭是一個大型低溫火箭,其助推器、芯級全是低溫系統,還有幾種全新的動力系統,因此測試工作相對多一些。由於技術狀態的原因,流程當中還要進行關鍵設備、關鍵單機的生成單元測試、分系統測試匹配以及發射前總檢查工作,工作量較大。不過火箭研製團隊也在計劃逐步精細化工作流程,逐步縮短準備流程。

  廣州日報:請介紹一下與此次「嫦娥五號」發射有關的地月轉移軌道。

  「長五」團隊:地月轉移軌道是一個大橢圓的軌道,近地點200公里,遠地點41萬公里。長征五號運載火箭可將「嫦娥五號」探測器直接送入地月轉移軌道,不需探測器自身加速。當探測器與火箭分離以後,沿著大橢圓軌道飛行,可以到達近月點附近,在近月點附近減速后,形成環繞月球的軌道,再開展後續工作。

  廣州日報:後續「長五」火箭以及研製團隊還有哪些任務?

  「長五」團隊:在「十四五」期間,「長五」火箭已經確定的發射任務大約有10發,都是國家重大航天工程。所以完成「嫦娥五號」發射任務后,團隊將抓緊時間準備接下來的發射任務。後續,團隊將在火箭狀態固化、流程優化方面開展工作,在幾次飛行試驗經驗的基礎上,優化整個總裝總測以及發射場的測發流程,確保在火箭測試覆蓋性不減的情況下,優化測試項目,縮短總裝總測以及在發射場的測發流程時間,讓後續應對高密度發射任務時能更加從容。