新“長(zhǎng)征”壯麗起航

6月25日，我國(guó)在新建的海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心用全新研制的長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭托舉“升級(jí)版”太空擺渡車——遠(yuǎn)征一號(hào)甲上面級(jí)，將多用途飛船縮比返回艙等多種載荷成功送入預(yù)定軌道，拉開(kāi)了我國(guó)載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)的序幕。

6月25日，一個(gè)令國(guó)人期盼已久的日子。

北緯19度，東經(jīng)110度，一個(gè)讓世界目光聚焦的方位。

隨著發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)01號(hào)指揮員一聲令下，中國(guó)新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征七號(hào)在“新開(kāi)張”的海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。

6月26日15時(shí)41分，由長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭搭載升空的多用途飛船縮比返回艙安全著陸，2米多高的個(gè)頭安穩(wěn)地躺在中國(guó)西北的沙漠戈壁上，開(kāi)啟了中國(guó)載人航天工程又一個(gè)新的序幕。

長(zhǎng)征七號(hào)的成功“首秀”推動(dòng)了我國(guó)航天發(fā)射綜合能力實(shí)現(xiàn)歷史性跨越，標(biāo)志著我國(guó)由航天大國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)邁出了關(guān)鍵一步，在中國(guó)航天發(fā)展史上具有里程碑式的重大意義。

六“新”耀星空

“除了腰圍沒(méi)變，其他都變了。”長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭副總指揮張濤不止一次對(duì)媒體這樣介紹長(zhǎng)征七號(hào)。相比功勛卓著的長(zhǎng)征四號(hào)，長(zhǎng)征七號(hào)外形和尺寸大致相似，助推器直徑仍是標(biāo)準(zhǔn)的2.25米，芯級(jí)直徑為3.35米，但中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院的專家強(qiáng)調(diào)，“這是一枚全新的火箭”，甚至用“新動(dòng)力、新布局、新環(huán)境、新結(jié)構(gòu)、新體制、新測(cè)發(fā)”六新來(lái)形容這個(gè)長(zhǎng)征火箭家族里的小弟弟。

新動(dòng)力——長(zhǎng)征七號(hào)最根本的變化來(lái)自動(dòng)力系統(tǒng)。它采用了液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)等新技術(shù)，一舉將我國(guó)中型運(yùn)載火箭低軌道的運(yùn)載能力由8.6噸提高至13.5噸，達(dá)到國(guó)外同類火箭先進(jìn)水平。此外，液氧和煤油燃燒產(chǎn)生的二氧化碳和水不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染。

新布局——長(zhǎng)征七號(hào)的助推器長(zhǎng)約27米，接近我國(guó)現(xiàn)役火箭助推器的2倍，這種改變也需要對(duì)火箭的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的更新。張濤表示，在傳統(tǒng)的上、下兩支點(diǎn)捆綁基礎(chǔ)上，長(zhǎng)征七號(hào)創(chuàng)新性地采取上、中、下三支點(diǎn)捆綁技術(shù)，有效改善了力學(xué)特性。

新環(huán)境——長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭采用新型的多臺(tái)大推力發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作，隨之而來(lái)的是它的飛行環(huán)境較以往惡劣。張濤指出，長(zhǎng)征七號(hào)飛行最大熱流密度達(dá)到現(xiàn)役火箭的約1.5倍，這給火箭的防熱設(shè)計(jì)帶來(lái)了嚴(yán)峻考驗(yàn)。

新結(jié)構(gòu)——長(zhǎng)征七號(hào)采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和全三維設(shè)計(jì)制造技術(shù)，應(yīng)用了高效率的等邊三角形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，打通了從設(shè)計(jì)到制造的全三維流程，標(biāo)志著我國(guó)運(yùn)載火箭邁入全生命周期數(shù)字化的大門(mén)。

新體制——長(zhǎng)征七號(hào)采用具有備份保障的“1553B總線控制”，同時(shí)利用測(cè)量船、測(cè)控站和中繼衛(wèi)星進(jìn)行多重測(cè)控。

新測(cè)發(fā)——采用“新三垂”測(cè)發(fā)模式，即垂直總裝、垂直測(cè)試、垂直轉(zhuǎn)場(chǎng)。張濤稱，新型活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)規(guī)模將達(dá)到現(xiàn)役火箭的2倍，可實(shí)現(xiàn)火箭和設(shè)備整體同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)，到達(dá)發(fā)射工位后簡(jiǎn)單準(zhǔn)備即可點(diǎn)火發(fā)射，大大縮短發(fā)射占位時(shí)間，增強(qiáng)了運(yùn)載火箭的發(fā)射適應(yīng)性。

另外，針對(duì)海南溫度高、濕度高、風(fēng)力大的氣候特點(diǎn)，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭在防水以及防風(fēng)等方面也做了優(yōu)化，不僅能保證在中雨條件下進(jìn)行發(fā)射，還能保證火箭在發(fā)射過(guò)程中抵抗8級(jí)至9級(jí)的臺(tái)風(fēng)。

搭載6類7項(xiàng)新型載荷

長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭載荷組合體由遠(yuǎn)征一號(hào)甲上面級(jí)、多用途飛船縮比返回艙、遨龍一號(hào)空間碎片主動(dòng)清理飛行器、2個(gè)天鴿飛行器、在軌加注實(shí)驗(yàn)裝置和翱翔之星等6類7項(xiàng)載荷組成。這些載荷均為首次發(fā)射，將由遠(yuǎn)征一號(hào)甲上面級(jí)作為演示平臺(tái)，開(kāi)展19項(xiàng)科學(xué)驗(yàn)證。

這6類載荷是從中國(guó)載人航天辦公室向全國(guó)征集到的30多項(xiàng)載荷中優(yōu)化組合選取的。征集工作從2013年底開(kāi)始進(jìn)行，選取原則包括：一是技術(shù)要與和平利用空間、載人航天密切相關(guān)；二是技術(shù)具備前瞻性和創(chuàng)新性；三是各類載荷組合后能模擬貨運(yùn)飛船的質(zhì)量、尺寸等要素。

遠(yuǎn)征一號(hào)甲太空擺渡車

2015年3月30日，我國(guó)首個(gè)“太空擺渡車”遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)圓滿完成了首次太空之旅，將第一位“客人”北斗全球?qū)Ш皆囼?yàn)星完美地“擺渡”到遠(yuǎn)至幾萬(wàn)公里的外太空。2015年7月25日，遠(yuǎn)征一號(hào)再次將“北斗”雙星直接入軌發(fā)射送入目標(biāo)軌道，開(kāi)啟了我國(guó)航天一箭多星直接入軌發(fā)射高軌衛(wèi)星的新篇章。

遠(yuǎn)征一號(hào)甲上面級(jí)是我國(guó)“太空擺渡車”家族的新成員、遠(yuǎn)征一號(hào)的升級(jí)版，被形象地稱為“升級(jí)版太空擺渡車”。 如同遠(yuǎn)征一號(hào)可將多個(gè)“乘客”擺渡至相近的目的地，遠(yuǎn)征一號(hào)甲則拓展了擺渡車的服務(wù)功能，通過(guò)多次點(diǎn)火工作，適應(yīng)更多復(fù)雜的路線，沿途將多個(gè)“乘客”擺渡至各自所需的不同目的地。

長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭總指揮王小軍說(shuō)，以任務(wù)適應(yīng)性更好為例，遠(yuǎn)征一號(hào)甲及組合體發(fā)射任務(wù)是我國(guó)目前飛行程序最復(fù)雜、飛行時(shí)間最長(zhǎng)、變軌次數(shù)最多的發(fā)射任務(wù)，具有“高集成性、高復(fù)雜性、高顯示度”的特點(diǎn)，可搭載的載荷結(jié)構(gòu)形式各異，高度從0.3米到2.6米，重量從18千克到2.8噸，接口需求復(fù)雜、目標(biāo)軌道不同、分離時(shí)間不同，對(duì)滿足不同任務(wù)具有良好的適應(yīng)性。

王小軍表示，相比遠(yuǎn)征一號(hào)，遠(yuǎn)征一號(hào)甲上面級(jí)通過(guò)多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)升級(jí)，性能大幅提升，在軌飛行時(shí)間從6.5小時(shí)延長(zhǎng)至48小時(shí)，主發(fā)動(dòng)機(jī)由2次啟動(dòng)增加至9次啟動(dòng)，分離次數(shù)由1次增加至7次。

多用途飛船縮比返回艙

未來(lái)載人“深空方舟”——多用途飛船縮比返回艙是備受矚目的乘客之一，并于6月26日在東風(fēng)著陸場(chǎng)安全著陸。之所以稱之為縮比返回艙，是因?yàn)檫@是一艘正式型返回艙的縮小版，高2.6米，重約2.8噸。不同于它的神舟飛船先輩們的“鐘罩式”外形，它呈倒錐形，像一顆“子彈”。

“多用途飛船縮比返回艙是瞄準(zhǔn)我國(guó)未來(lái)載人深空探測(cè)，全方位滿足后續(xù)再服務(wù)應(yīng)用以及低成本天地往返運(yùn)輸?shù)氖褂眯枨蟆！倍嘤猛撅w船縮比返回艙研制單位、航天科技集團(tuán)公司第五研究院院長(zhǎng)張洪太說(shuō)。

別看身材不高，可身負(fù)重任。多用途飛船縮比返回艙承擔(dān)著我國(guó)首次在軌獲取返回艙自由飛行氣動(dòng)數(shù)據(jù)，首次探索可重復(fù)使用設(shè)計(jì)、驗(yàn)證及評(píng)估技術(shù)，首次驗(yàn)證金屬材料性能及制造技術(shù)等艱巨使命。

“雖然我們?cè)诘孛鏁?huì)通過(guò)模擬仿真、實(shí)物檢驗(yàn)、風(fēng)洞試驗(yàn)等多種手段來(lái)驗(yàn)證，但不如上天飛行試驗(yàn)準(zhǔn)確?！倍嘤猛撅w船返回艙項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人楊雷說(shuō)，這些新技術(shù)是實(shí)現(xiàn)多用途返回艙安全可靠的“命門(mén)”所在。

遨龍一號(hào)空間碎片主動(dòng)清理飛行器

我國(guó)是《外空物體所造成損害之國(guó)際責(zé)任公約》的簽署國(guó)，承諾控制和減少空間碎片，為履行這一義務(wù)和責(zé)任，我國(guó)不停地嘗試突破空間碎片清理技術(shù)。

長(zhǎng)征七號(hào)載荷組合體行政負(fù)責(zé)人唐亞剛介紹，為了驗(yàn)證空間碎片清理技術(shù)，遨龍一號(hào)飛行器上裝載了一臺(tái)機(jī)械臂，將模擬在太空抓取廢棄衛(wèi)星和一些其他大碎片，并帶到大氣層進(jìn)行燒毀。遨龍一號(hào)的應(yīng)用將會(huì)減少空間碎片，節(jié)省太空軌道資源。

天鴿飛行器

天鴿飛行器的主要作用是驗(yàn)證空間組網(wǎng)通信技術(shù)。此次發(fā)射的兩個(gè)天鴿飛行器將組網(wǎng)進(jìn)行相互通信。

唐亞剛說(shuō)，下一步可以發(fā)射更多的天鴿飛行器，進(jìn)行局域組網(wǎng)，相互之間通信或與地面進(jìn)行通信，可以作為發(fā)生災(zāi)害等情況的應(yīng)急通信手段。

在軌加注實(shí)驗(yàn)裝置

在軌加注實(shí)驗(yàn)裝置主要是驗(yàn)證我國(guó)的太空加油技術(shù)。唐亞剛說(shuō)，衛(wèi)星、飛船等飛行器的壽命主要由推進(jìn)劑決定，如果推進(jìn)劑消耗完畢，可以通過(guò)空間“加油機(jī)”為飛行器重新補(bǔ)充燃料，延長(zhǎng)壽命。

此次發(fā)射主要是為了驗(yàn)證對(duì)接機(jī)構(gòu)的密封性研究、在空間失重環(huán)境下推進(jìn)劑傳輸?shù)奶匦缘取ｋm然在軌加注實(shí)驗(yàn)裝置不是首次發(fā)射，但此次載荷運(yùn)用了很多新技術(shù)和器件，譬如新的板式貯箱，它對(duì)推進(jìn)劑蓄留和管理的能力也將得到驗(yàn)證。

翱翔之星

翱翔之星是由西北工業(yè)大學(xué)主持研制的立方星。此次發(fā)射主要驗(yàn)證偏振光導(dǎo)航技術(shù)。太陽(yáng)光照射在不同厚度的大氣上，產(chǎn)生的偏振光頻譜特性不一樣。這次發(fā)射將對(duì)這些特性數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析。

唐亞剛介紹，此次發(fā)射翱翔之星是國(guó)際范圍內(nèi)首次進(jìn)行偏振光導(dǎo)航技術(shù)的驗(yàn)證，技術(shù)成熟后將作為飛行器導(dǎo)航的主要手段之一。

拉開(kāi)空間站建設(shè)大幕

長(zhǎng)征七號(hào)作為我國(guó)未來(lái)任務(wù)量最大的運(yùn)載火箭，將為我國(guó)的空間站搭建起“天地運(yùn)輸走廊”。而它的第一步就是在明年發(fā)射我國(guó)首個(gè)空間貨運(yùn)飛船——天舟一號(hào)，未來(lái)它還將承擔(dān)中國(guó)航天多種類型的發(fā)射任務(wù)，空間站、載人登月、火星艙、深空探測(cè)器……這些中國(guó)航天未來(lái)的美麗藍(lán)圖，都需要長(zhǎng)征七號(hào)一次次成功發(fā)射來(lái)實(shí)現(xiàn)。

“長(zhǎng)征七號(hào)是我國(guó)在役主力火箭的‘接班人，更是我國(guó)未來(lái)航天發(fā)射任務(wù)的‘主力軍，它所開(kāi)啟的時(shí)代有多壯麗，它的使命就有多光榮?！睆垵f(shuō)。

我國(guó)載人航天工程自20世紀(jì)90年代啟動(dòng)，確定了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，目前已實(shí)現(xiàn)第一步——發(fā)射無(wú)人和載人飛船，以及第二步第一階段——航天員出艙、飛船與空間艙交會(huì)對(duì)接。當(dāng)前，載人航天工程進(jìn)入第二步第二階段——短期有人照料的空間實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。在這個(gè)階段，長(zhǎng)征七號(hào)將發(fā)射我國(guó)首款貨運(yùn)飛船，實(shí)現(xiàn)空間實(shí)驗(yàn)室物資運(yùn)輸與補(bǔ)給，同時(shí)也將為第三步建成長(zhǎng)期有人照料的空間站搭建起“天地運(yùn)輸走廊”。

2010年，載人空間站工程正施獲批，我國(guó)計(jì)劃在2018年前后發(fā)射試驗(yàn)核心艙，2022年前后建成自己的空間站。這個(gè)12年的宏大戰(zhàn)略將分為空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)和空間站研制建設(shè)兩個(gè)階段實(shí)施，目前正處于空間實(shí)驗(yàn)室階段的攻堅(jiān)階段，目標(biāo)是突破和掌握貨物運(yùn)輸和補(bǔ)給、航天員中期駐留、地面長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)支持和保障等技術(shù)，開(kāi)展較大規(guī)模的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn)，為空間站建造和運(yùn)營(yíng)積累經(jīng)驗(yàn)。

根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)共安排4次飛行任務(wù)，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭首次飛行任務(wù)圓滿成功后，后續(xù)3次飛行任務(wù)分別為：今年9月中旬發(fā)射天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室；10月中旬發(fā)射神舟十一號(hào)載人飛船，11月中旬，神舟十一號(hào)返回艙實(shí)施返回；2017年4月中旬發(fā)射天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船。其中，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室、神舟十一號(hào)載人飛船以及配套長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭已完成出廠測(cè)試；神舟十一號(hào)任務(wù)航天員乘組已完成定選，正在進(jìn)行任務(wù)強(qiáng)化訓(xùn)練；天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船和長(zhǎng)征七號(hào)遙二火箭正在研制生產(chǎn)和總裝測(cè)試。

“空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)之后，我國(guó)將真正邁入空間站時(shí)代的大門(mén)?！敝袊?guó)載人航天工程辦公室副主任武平說(shuō)。