長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭發(fā)射天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器（國(guó)家航天局新聞宣傳中心 張高翔攝）
23日，伴隨著震耳欲聾的轟鳴聲，由航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱火箭院）抓總研制的長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，成功將我國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器——“天問(wèn)一號(hào)”送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
至此，長(zhǎng)征五號(hào)系列運(yùn)載火箭已經(jīng)先后執(zhí)行過(guò)發(fā)射高軌大衛(wèi)星、發(fā)射載人飛船試驗(yàn)船以及發(fā)射深空探測(cè)器三類任務(wù)，作為長(zhǎng)征火箭家族的實(shí)力擔(dān)當(dāng)，在助力航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)的同時(shí)，“胖五”也將為中國(guó)航天搭建更大更廣闊的舞臺(tái)。
絕技一：發(fā)射高軌大衛(wèi)星——“更大更強(qiáng)”
長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭是我國(guó)新一代運(yùn)載火箭首個(gè)立項(xiàng)研制的型號(hào)。它以大幅提升我國(guó)進(jìn)入空間的能力為研制目標(biāo)，是我國(guó)由航天大國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的重要支撐和顯著標(biāo)志之一。
長(zhǎng)征五號(hào)是個(gè)名副其實(shí)的“大個(gè)子”。火箭芯級(jí)直徑為5米，捆綁4個(gè)直徑3.35米的助推器，總長(zhǎng)約57米，起飛質(zhì)量約870噸，起飛推力超過(guò)1000噸，全部采用液氫、液氧、煤油等清潔燃料，地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運(yùn)載能力可達(dá)14噸。
此前，我國(guó)用于發(fā)射高軌道衛(wèi)星的主力火箭是有著“金牌火箭”美譽(yù)的長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭，其中運(yùn)載能力最大的長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運(yùn)載能力約為5.5噸，可以滿足目前絕大部分高軌道衛(wèi)星的發(fā)射需求，比如北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、通信衛(wèi)星等等。
隨著衛(wèi)星平臺(tái)的不斷發(fā)展，更大重量的衛(wèi)星平臺(tái)相繼問(wèn)世，對(duì)火箭的運(yùn)載能力提出了更高要求，比如長(zhǎng)征五號(hào)遙三火箭成功發(fā)射的實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星，工作軌道為地球同步軌道，重量達(dá)到了8噸，是之前高軌道衛(wèi)星重量的近1.5倍。
更大的衛(wèi)星平臺(tái)意味著可以攜帶更多更先進(jìn)的有效載荷，衛(wèi)星的功能更多、能力更強(qiáng)，也需要更大規(guī)模的運(yùn)載火箭實(shí)施發(fā)射。“長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭的地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力約為14噸，發(fā)射8噸重量的衛(wèi)星綽綽有余，如果搭配合適的上面級(jí)，還可以實(shí)現(xiàn)高軌衛(wèi)星的一箭多星發(fā)射”，長(zhǎng)征五號(hào)火箭總設(shè)計(jì)師李東介紹。
長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭的出現(xiàn)也對(duì)滿足未來(lái)地球同步軌道衛(wèi)星的發(fā)射需求提供了更多選擇。比如，如果衛(wèi)星重量在5噸左右，既可以選擇用長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭以“一箭一星”方式發(fā)射，也可以通過(guò)長(zhǎng)征五號(hào)火箭搭配上面級(jí)以“一箭雙星”方式發(fā)射，以此類推，如果衛(wèi)星重量更輕，長(zhǎng)征五號(hào)火箭一次發(fā)射可以將更多衛(wèi)星送入軌道?！吧斫?jīng)百戰(zhàn)”的長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭可以提供高性價(jià)比，而運(yùn)力強(qiáng)大的長(zhǎng)征五號(hào)火箭則在多星部署上更勝一籌。
長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭發(fā)射天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器（國(guó)家航天局新聞宣傳中心 張高翔攝）
絕技二：發(fā)射深空探測(cè)器——“穿越星際”
探索浩瀚宇宙，是中華民族千百年來(lái)孜孜以求的夢(mèng)想，而深空探測(cè)，就是打開探索之門的“鑰匙”。
此前，我國(guó)深空探測(cè)的主要研究對(duì)象是月球，用長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭相繼發(fā)射了“嫦娥一號(hào)”至“嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)了探月工程“繞、落、回”三步走目標(biāo)的前兩步。然而，如果要將更大重量的探測(cè)器送上月球，或者將探測(cè)器送往遙遠(yuǎn)的火星，需要有更大運(yùn)載能力的火箭，在長(zhǎng)征火箭家族中只有長(zhǎng)征五號(hào)火箭可以擔(dān)綱。因此，執(zhí)行探月工程第三步任務(wù)的“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器將由長(zhǎng)征五號(hào)火箭實(shí)施發(fā)射。
如果說(shuō)月球是深空探測(cè)的起點(diǎn)，那么火星探測(cè)則是最大的熱門。我國(guó)的火星探測(cè)任務(wù)計(jì)劃通過(guò)一次發(fā)射實(shí)現(xiàn)火星的環(huán)繞、著陸和巡視探測(cè)。因此，“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器攜帶有火星車，在環(huán)繞探測(cè)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)在火星表面的軟著陸和巡視探測(cè)。任務(wù)的多樣性，對(duì)運(yùn)載火箭的發(fā)射能力提出了更高要求。
長(zhǎng)征五號(hào)火箭出色的運(yùn)載能力，為我國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。相比之前的月球探測(cè)，“胖五”此次發(fā)射火星探測(cè)器，具有三個(gè)特點(diǎn)。
一是入軌速度更高?；鸺c探測(cè)器分離時(shí)的速度將高于11.2千米/秒的第二宇宙速度，使得“天問(wèn)一號(hào)”可以擺脫地球引力，這也是我國(guó)火箭首次達(dá)到這一速度。
二是探測(cè)器更重。“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器的質(zhì)量約5噸，比“嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)器還要重一噸多，是目前我國(guó)發(fā)射的重量最重的探測(cè)器。
三是發(fā)射軌道更加精細(xì)。為了讓探測(cè)器更加精確的入軌，研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了精細(xì)化的“窄窗口多軌道”設(shè)計(jì)，將每天30分鐘的發(fā)射窗口細(xì)分成3個(gè)寬度10分鐘的窗口，對(duì)應(yīng)3條發(fā)射軌道，14天的窗口期內(nèi)一共設(shè)計(jì)了42條發(fā)射軌道，并首次實(shí)現(xiàn)了發(fā)射軌道的自動(dòng)切換?！斑@在中國(guó)航天的發(fā)射歷史上是絕無(wú)僅有的，創(chuàng)造了火箭單次發(fā)射軌道設(shè)計(jì)數(shù)量的紀(jì)錄”，長(zhǎng)征五號(hào)火箭總指揮王玨介紹到。
不僅如此，長(zhǎng)征五號(hào)火箭的出現(xiàn)，使得飛向距離地球更遠(yuǎn)的木星、土星等行星成為可能。
長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭發(fā)射天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器前夕（國(guó)家航天局新聞宣傳中心 張高翔攝）
絕技三：發(fā)射空間站艙段——“私人訂制”
同屬于長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭的長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭，是我國(guó)首個(gè)采用一級(jí)半構(gòu)型的新一代大型液體運(yùn)載火箭，也是專門為載人航天工程空間站建設(shè)而研制的一型火箭，將為我國(guó)空間站核心艙和實(shí)驗(yàn)艙提供“私人訂制”般的發(fā)射。
長(zhǎng)征五號(hào)B火箭同樣采用5米直徑的芯級(jí)和3.35米直徑的助推器，使用液氫、液氧、煤油等清潔燃料，并擁有國(guó)內(nèi)最大的高度20.5米、直徑5.2米的整流罩，其高度相當(dāng)于一座六層樓房，足夠容納下空間站的艙段。長(zhǎng)征五號(hào)B火箭全箭總長(zhǎng)約53.66米，起飛質(zhì)量約849噸，起飛推力超過(guò)1000噸，近地軌道（LEO）運(yùn)載能力可達(dá)25噸，使我國(guó)火箭運(yùn)載能力站上20噸的平臺(tái)，進(jìn)入世界第一梯隊(duì)。為了滿足空間站交會(huì)對(duì)接的要求，長(zhǎng)征五號(hào)B火箭還具備“零窗口”發(fā)射能力，同時(shí)，其獨(dú)有的大推力直接入軌技術(shù)和大直徑艙箭分離技術(shù)，使得只用一級(jí)火箭直接將有效載荷送入預(yù)定軌道變?yōu)榭赡堋?/p>
根據(jù)我國(guó)載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，有著“神箭”美譽(yù)的長(zhǎng)征二號(hào)F火箭承擔(dān)了發(fā)射載人飛船和空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)，圓滿完成了前兩個(gè)階段的任務(wù)目標(biāo)。載人航天工程第三步就是建造空間站，解決有較大規(guī)模的、長(zhǎng)期有人照料的空間應(yīng)用問(wèn)題?？臻g站規(guī)模的擴(kuò)大，也對(duì)運(yùn)載火箭的能力提出了更高的要求，以空間站核心艙為例，全長(zhǎng)16.6米，重量超過(guò)22噸，只有長(zhǎng)征五號(hào)B火箭可以擔(dān)綱發(fā)射。今年5月5日，經(jīng)歷了近十年研制的長(zhǎng)征五號(hào)B火箭圓滿的完成了首飛任務(wù)，標(biāo)志著空間站階段飛行任務(wù)首戰(zhàn)告捷，為全面實(shí)現(xiàn)我國(guó)載人航天工程第三步發(fā)展戰(zhàn)略奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
一同參與到載人航天工程中的還有另外兩型長(zhǎng)征火箭，其中，長(zhǎng)征七號(hào)火箭是為發(fā)射貨運(yùn)飛船而全新研制的新一代中型運(yùn)載火箭，負(fù)責(zé)向空間站運(yùn)輸“太空快遞”；長(zhǎng)征二號(hào)F火箭是享有盛譽(yù)的“神箭”，也是目前我國(guó)唯一的載人火箭、航天員進(jìn)入太空的“專屬火箭”。
未來(lái)兩到三年，載人航天工程的長(zhǎng)征“三勇士”，將共同見證我國(guó)空間站建設(shè)的每一步。
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