“大火箭”成功送“嫦娥五号”奔月!揭秘长征系列火箭助力探月工程的每一步

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钱江晚报·小时新闻 记者 陈曦 章咪佳 通讯员 高崇芮

11月24日4时30分,长征五号遥五火箭在海南文昌卫星发射中心起飞,伴随着撼天动地的轰鸣声和照亮天际的尾焰,成功将嫦娥五号探测器送入地月转移轨道,标志着长征系列火箭圆满完成我国探月工程三期所有发射任务,成功率达100%。

四型火箭、六次发射

长征火箭助力探月工程每一步

此次发射,是长征五号火箭首次发射嫦娥探测器,也是长征系列火箭第五次护送“嫦娥”。自2007年起,先后有长征三号甲火箭(简称“长三甲火箭”)、长征三号丙火箭(简称“长三丙火箭”)、长征三号乙火箭(简称“长三乙火箭”)、长征五号火箭(简称“长五火箭”)凭借出色的适应能力、强大的运载能力、丰富的发射轨道、精准的入轨精度脱颖而出,成为“嫦娥”奔月的最佳搭档,助力探月工程的每一步。

参与探月工程任务的四型火箭中,长三甲、长三乙、长三丙,都是大型低温液体运载火箭,共同组成了长征三号甲系列火箭(简称“长三甲系列火箭”)。长三甲系列火箭是长征火箭家族高强密度发射的“主力”,包揽了目前我国绝大多数高轨道航天器发射任务,是我国目前发射次数最多、成功率最高的火箭系列,具有“系列化、组合化、模块化”的特点。诞生26年以来,长三甲系列火箭发射成功率高达97%,素有“金牌火箭”的美誉,在探月工程、北斗导航工程、国际商业发射服务中发挥了重要作用。

长征三号甲火箭

发射“嫦娥”记录:2007年10月24日,长征三号甲遥十四火箭,将嫦娥一号卫星送入预定轨道,拉开了中国人探索月球的大幕,首次实现零窗口发射。

长征三号甲火箭1994年2月8日首飞圆满成功,地球同步转移轨道运载能力达2.6吨,在充分继承长征三号火箭成熟技术的基础上,突破了以大推力氢氧发动机、动调陀螺四轴平台、冷氦加温增压和氢气能源双摆伺服机构4大关键技术为代表的上百项新技术项目,使得中国运载火箭技术跨上一个新台阶,至今保持着100%的发射成功率。

长征三号丙火箭

发射“嫦娥”记录1:2010年10月1日,长征三号丙遥七火箭,将嫦娥二号卫星送入地月转移轨道,刷新了中国探月工程新高度,也是我国火箭首次将卫星直接送入地月转移轨道。

发射“嫦娥”记录2:2014年10月24日,长征三号丙运载火箭成功将嫦娥五号T1试验器送入预定轨道,2014年11月1日,为嫦娥五号探路的再入返回试验器“嫦娥5T”按既定方案平安着陆。在探月工程三期采样返回任务中,最终携带样品返回地球的返回器对任务的成败至关重要,我国此前尚没有地球轨道以外的航天器完成过再入大气层的返回、着陆与回收经历。

长征三号丙火箭2008年4月25日首飞圆满成功,标准地球同步转移轨道发射能力达到3.7吨,它由长三乙火箭去掉1、3助推器而来,是中国独一无二的非全对称火箭,它的诞生使我国高轨任务运载能力分布更加合理,也标志着我国突破非全对称火箭设计技术,实现了长三甲系列火箭真正的系列化、组合化。

截至目前,长三丙火箭所有发射任务全部获得圆满成功。

长征三号乙火箭

发射“嫦娥”记录1:2013年12月2日,长征三号乙遥二十三火箭,成功发射携带中国第一艘月球车的嫦娥三号探测器,标志着探月工程第二步战略目标的全面实现。

发射“嫦娥”记录2:2018年12月8日,长三乙遥三十火箭,将嫦娥四号月球探测器送入预定轨道,成功实现了人类探测器首次在月球背面的软着陆。

长征三号乙火箭1996年2月15日首飞,标准地球同步转移轨道发射能力达到5.5吨,它是在国际市场需求的牵引下,以长三甲火箭为基础,“上改下捆”研制而成,是长三甲系列火箭的主力火箭。长三乙火箭虽然首飞失败,但在全面的质量整顿和归零后,圆满完成了多项国外商业卫星发射,真正走出国门,在国际商业发射市场中占据一席之地。

作为唯一一型两次发射“嫦娥”探测器的火箭,长三乙火箭为适应探月工程要求,开展了多项针对性研制,突破了多项关键技术。例如:采用适应多窗口、窄窗口约束的轨道设计技术,并对火箭主要分系统和重要单机采取可靠性设计和冗余改进,确保窄窗口发射;采用激光惯组优选和滤波组合算法优化的方法,提高20%入轨精度;开展技术创新,国内首次实现火箭完成低温推进剂加注后,保持连接器不脱落状态下,推迟24小时发射等等。

长征五号火箭

发射“嫦娥”记录:2020年11月24日,长征五号遥五火箭,将嫦娥五号探测器送入地月转移轨道。

长征五号火箭2016年11月3日首飞圆满成功,是我国首型5米芯级直径的新一代大推力运载火箭,总长约57米,起飞重量约870吨,起飞推力超过1000吨,近地轨道运载能力可达25吨级,地球同步轨道运载能力可达14吨级,运载能力、运载效率等重要性能指标均居世界先进水平。长五火箭主要服务于我国探月三期、载人空间站、火星探测等重大专项任务,也可用于不同地球轨道大型载荷及其它深空探测任务载荷的发射。

嫦娥五号在11月只有两天适合发射,且每天发射窗口只有50分钟,为在短暂的窗口精准发射,长五火箭采用了窄窗口多轨道的方案,设计5条轨道,每条轨道覆盖10分钟宽度,发射时可根据发射时间选择不同轨道,相当于在50分钟的窗口中,有5条路可以走。

与其它火箭相比,长征五号系列火箭体积最大、能力最强,准备时间最长,在高密度发射状态下,研制团队采取多发并行的方式,分别在北京、天津、文昌同步开展工作,才保证了嫦娥五号按时从地球出发。

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