大國科技--“胖五”問天記

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“胖五”問天記
——中國“最強火箭”長征五號復出紀實
長征五號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空
長征五號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空
長征五號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空
長征五號遙三運載火箭在中國文昌航天發射場點火升空
長征五號遙三運載火箭垂直轉運至發射區
長征五號遙三運載火箭垂直轉運至發射區
科技工作者在進行總檢查
科技工作者在進行總檢查
工作人員在為箭體裝吊具
工作人員在為箭體裝吊具
這是在廠房吊裝過程中的長征五號遙三運載火箭
這是在廠房吊裝過程中的長征五號遙三運載火箭
正文

  新華社海南文昌12月27日電題:“胖五”問天記——中國“最強火箭”長征五號復出紀實

  新華社記者陳芳、胡喆、周旋

  12月27日,中國文昌航天發射場。

  距離海邊約800米的發射平臺上,長征五號運載火箭白色箭體上,鮮艷的五星紅旗格外醒目。有20層樓高的火箭筆直站在那里,直指蒼穹。

  240多項關鍵技術突破、15000余秒關鍵技術試驗、900多個日夜的磨礪、10余萬航天人的堅守……被稱為“胖五”的中國“最強火箭”長征五號迎來重生時刻,圓滿完成第三次發射任務。

  追夢30年,終贏航天強國“入場券”

  “5、4、3、2、1,點火!起飛!”

  隨著“01”指揮員王光義雄渾有力的口令,發控臺主操作手于鵬果斷按下發射按鈕。

  伴隨著震耳欲聾的轟鳴,金黃色的烈焰從火箭底部噴涌而出,巨大的聲響震撼方圓數十里。在烈焰舉托下,長征五號似離弦之箭、向天而去。

  “火箭飛行正常。”

  “跟蹤正常。”

  “遙測信號正常。”……

  來自天南海北測控點的一聲聲報告,接力護送著火箭的又一次壯美飛天。2000多秒后,載荷組合體與火箭成功分離,進入預定軌道。

  “星箭分離!”長征五號遙三火箭發射任務取得圓滿成功!

  南海之濱,今夜無眠。長征五號再度啟航,承載著無數中國人的光榮與夢想,開辟了中國通往太空更加寬廣的天梯。

  這是“創新之箭”——

  長征五號是我國目前起飛規模最大、運載能力最強、技術跨度最大的一型運載火箭,采用3型12臺全新研制的大推力發動機,主發動機均采用無毒無污染的推進技術,實現液體運載火箭直徑由3.35米至5米的跨越。

  這是“力量之箭”——

  “胖五”身高約57米,起飛重量約870噸,是名副其實的“大力士”。它使我國現役火箭的運載能力提升2.5倍,可一次將16輛小汽車的重量送入太空。有了它,還能把更大更重的飛行器送到深遠的太空。

  這是“追夢之箭”——

  30多年前啟動論證,20多年前開始預研,10多年前開始立項研制……“胖五”的成長已走過30多年時光。“胖五”創造性地使用“液氧煤油”“液氫液氧”低溫組合作為火箭發動機推進劑,起飛時發動機燃燒瞬間產生2000多攝氏度的高溫以及1000多噸的推力,相當于十幾分鐘翻越220多座珠穆朗瑪峰的高度,不斷突破來自“冰與火”的考驗。

  運載火箭能力的跨越式發展,必須采用全新的技術。而向上的每一步,都是突破和挑戰。

  “我們始終選擇堅信,堅持向上的力量,堅持不懈追求航天夢想。”中國航天科技集團長征五號火箭總設計師李東說:“長征五號從一出生就瞄向更高更強,它是中國邁向航天強國的入場券。”

  “運載火箭的能力有多強,航天的舞臺就有多大。航天強國必須有自主、自由、安全、可靠地進入空間的能力,長征五號是我們由大向強邁進的關鍵一步。”中國航天科技集團有限公司董事長吳燕生說。

  走出至暗時刻,“胖五”打贏“翻身仗”

  進入21世紀,世界主要航天國家均推出了新一代運載火箭,進入太空的需求與能力與日俱增。美國的宇宙神5、德爾塔4、獵鷹重型火箭,歐洲的阿里安5火箭,都是這一賽道的“重量級選手”。

  中國運載火箭如何在運載能力上縮小與國外同類火箭的差距?我們的大型運載火箭應該怎么做?一道道難題擺在了中國航天人的面前。

  早在20世紀80年代中期,專家們就開始積極呼吁國家研制使用液氧煤油環保推進劑的運載火箭。

  2006年,國家正式立項研制長征五號新一代大推力運載火箭,經過10年攻堅,長征五號于2016年實現首飛。

  然而,在第二次發射任務中,長征五號經歷了至暗時刻。

  當火箭發射升空后,當人們還沉浸在興奮與激動之中……第346秒,長征五號芯一級液氫液氧發動機突發故障,發動機推力瞬時大幅下降,發射任務宣告失敗!

  到底怎么了?問題出在哪?

  指揮大廳一片寂靜,大家的心像大屏幕上的飛行曲線一樣,一直往下掉,很多人默默流下了眼淚。失利的噩耗很快傳開,失望和質疑接踵而來……

  “當我們正要邁向更強的路上,被一盆冰水澆得‘透心涼’。”中國航天科技集團長征五號火箭總指揮王玨回憶當時的感覺,真有一種“天要塌了的想法”。

  “航天歸零”——中國航天人應對眾多復雜困難和挑戰的法寶之一,就是“從頭開始、重新再來”,用嚴慎細實的態度和一絲不茍的作風面對困難和挫折。

  王玨告訴記者,在歸零過程中,通過建立“故障樹”,“胖五”研制團隊對50多個可能造成推力下降的事件進行了逐一的排查,從長征五號第二發失利到第三發成功,累計進行了40余次、15000余秒關鍵技術試驗,總計超過20000余次各種地面試驗,只為磨礪出一枚更強壯、更健康的“胖五”。

  2019年4月4日,長征五號第三發火箭的總裝工作進入到最后階段,一臺用于后續任務的芯一級氫氧發動機在試驗數據分析過程中出現異常。研制人員通過“蛛絲馬跡”,順藤摸瓜找到問題“癥結”。

  發生這一情況后,中國航天科技集團一院黨委書記李明華臨危受命,擔任長征五號火箭“第一總指揮”。在中國航天史上,只有當任務面臨巨大挑戰時,才會增設這一崗位。

  李明華和同事們反復研究比較,最終選擇進行局部改進,同時組織全國優勢資源聯合攻關,其中既有清華、北航、北理工等高校的研究資源,也有航空、船舶等領域的院士專家,大家齊心協力再攻關。

  問題少一個,勝算多一分。在文昌航天發射場,任務失利后,“超越最高標準”成為發射場全線的質量新目標。

  航天器潔凈度的保障要求是好于一萬級,空調系統人員認真對過濾器進行檢查清洗。他們對著設備內壁一寸一寸地擦,狹窄的空間,局促到手腳發麻,長時間強光刺眼,干澀難受……你累了我頂上,換人不換標準,靠著這種接力,硬是讓潔凈度好于要求的5倍。

  “長征五號火箭在飛行過程中要完成的動作總共有2000多項,其中任何一個出現問題,都會對火箭飛行造成嚴重影響,甚至造成發射失敗。我們只有做到完美,才能坦然面對。”李明華說。

  與時間賽跑,十余萬人“磨一箭”

  長征五號的浴火重生,是一場與時間的賽跑,更是一場十余萬人共同的“馬拉松”。

  “顆顆螺釘連著航天事業,小小細節決定任務成敗。”中國航天科技集團五院技術顧問、“人民科學家”葉培建院士曾直言,航天是一項“10000-1=0”的事業,“萬人一桿槍”是航天事業的真實寫照。

  長征五號身后正是有一群航天人,他們數十年如一日,馴火牧天、攜山攬海,眼里盡是星辰和遠方。

  ——是他們,始終堅持“把問題留在地面,把完美帶上星空”。

  作為控制系統的“定海神針”——長征五號控制系統主任設計師蘇磊年紀輕輕,本應濃黑茂密的頭發已變得稀疏。試驗室里,各個環節他都狀態清楚;測試判讀,他不放過任何一個可疑的數據;每一份經手的報告,他都無比認真。型號隊伍里的人開玩笑說:“別人是衣帶漸寬終不悔,蘇磊是華發不再也操勞。”

  ——是他們,深愛火箭并把火箭看成生命的一部分,一批批報國者誓言無聲。

  在廠房里,即使沒有什么緊急的事,長征五號控制系統副總設計師李學鋒也會圍著火箭和儀器設備轉。時而俯身看儀表,時而擦完檢測工具又踮腳輕撫箭體。眼前的火箭,仿佛是他生命的一部分。他總說:“一個型號只有十幾年、幾十年的生命周期,但我們的技術追求沒有止境。”

  ——是他們,對國家的事“錙銖必較”,對家里的事總是“放放再說”。

  “孩子一百天了,你還能不能回來?”“到底是我重要,還是火箭重要?”……發射平臺操作手于玉光面對妻子的一次次“通牒”,總是一拖再拖。為確保廠房升降平臺改造質量,于玉光駐廠監造持續4個月,愛人生產、孩子滿月,他都不在。“我們干航天的,一條焊縫、一個鉆孔都不能放過!”他堅定的回答終于換來了妻子的理解,孩子第106天時,他們一家人才第一次合上影……

  寰宇任馳騁,航天“夢想號”啟航

  “胖五”第三次任務的成功,為中國航天開辟了新天地。

  此次“胖五”運送的“乘客”——實踐二十號衛星具有十分重要的意義。這顆衛星是由中國航天科技集團五院抓總研制的一顆新技術試驗驗證衛星,將在軌驗證我國自主研發的新一代大型地球同步軌道衛星平臺“東方紅五號”,是目前我國研制的地球同步軌道衛星中發射重量最重的一顆,總重超過8噸。

  一曲星夢“東方紅”。作為我國航天領域最具光榮傳統的名字之一,從“東方紅一號”到“東方紅五號”,航天夢想拔節生長,我國空間技術研究水平不斷取得新突破。

  “東方紅五號衛星平臺的出現填補了我國東方紅系列大型衛星平臺型譜的空白,可滿足未來20年的大容量衛星應用需求。”中國航天科技集團五院總工程師、東方紅五號衛星公用平臺總指揮周志成院士說。

  周志成介紹,相比現役衛星平臺,“東五”平臺能力將得到跨越式提升,達到國際領先水平。“東五”平臺設計理念新,實現了智能化自主運行管理,將有效提升衛星的好用、易用性,通過分艙模塊化設計和數字化研制模式,大幅縮短研制周期,有效提高了設計生產效率。

  當然,未來“胖五”還將迎來更多“小伙伴”。中國航天科技集團一院院長王小軍告訴記者,長征五號未來肩負著開展載人航天空間站建設、月球采樣返回、火星探測等多項重大航天工程任務,是中國航天名副其實的“夢想號”。

  長征五號火箭將加速進入工程應用階段。國家航天局系統工程司副司長于國斌表示,長征五號為我國新一代火箭系列化、型譜化發展奠定了堅實的技術基礎,將為后續探月工程三期、火星探測等國家重大科技專項和重大工程的順利實施提供有力保障。

  金色巨焰,映透山海。長征五號再出發,將不斷刷新探索太空的中國高度。等待它的,是星辰大海,是無數中國人對月球、對火星、對太空的無限期待。

一身真功夫 亮點真不少——盤點實踐二十號衛星上的“黑科技”

宇航發射次數將突破40次:2020,中國航天更加值得期待

新華時評:“胖五”翻身仗,打得真漂亮!

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  新華社酒泉10月29日電題:海風海浪同步觀測 攻克系統級合作難題——揭秘首顆中法合作海洋衛星

  新華社記者張泉、胡喆、戴盈

  10月29日,中法海洋衛星在酒泉衛星發射中心發射成功,將主要用于海洋動力環境監測。

  海洋衛星因具有全天時、全天候、長期連續觀測等優勢,不受地理位置和人為條件限制,可以覆蓋環境條件惡劣的海區,已成為現代海洋觀測的主導手段。

  作為中法首顆共同研制的衛星,中法海洋衛星取得了哪些突破?將為我國海洋觀測帶來怎樣的提升?新華社記者請專家為您解讀。

  海風海浪同步觀測:中法優勢互補造就海洋觀測新突破

  海風和海浪的關系是海洋科學研究的重要內容,也因其復雜多變而成為研究的難點。中法兩國優勢互補使得中法海洋衛星在世界上首次實現了同時對海浪方向譜和海風速度進行測量。有利于進一步科學認知海洋動力環境的變化規律,提高對巨浪、海洋熱帶風暴、風暴潮等災害性海況預報的精度與時效。

  在中法海洋衛星上,裝載有兩臺新型體制的微波雷達,兩臺微波雷達協同工作,從而可以同時、同地獲取海風、海浪探測數據。

  中方研制的新型微波散射計能夠對海面風速和風向進行高精度觀測,該儀器國際上首次采用扇形旋轉掃描波束體制,可同步獲取海面多方位角組合觀測數據,降低數據處理復雜度,提高海面風場反演精度。法方研制的海洋波譜儀可以開展海浪有效波高、海浪波向、海浪波速等海浪譜物理量的測量。

  “微波散射計和海洋波譜儀頻率相近,研制過程中,我們與法方密切溝通,前后開展5次實驗,最終解決了二者互相干擾的問題。”航天科技集團五院中法海洋衛星總指揮、總設計師王麗麗說。

  兩臺載荷的探測數據通過同化手段有機組合,互為補充,能夠進一步提高海洋動力環境觀測精度,為海上船舶航行、海上作業、海岸帶管理等提供有力保障。

  多星在軌 優勢互補:我國海洋衛星觀測體系進一步完善

  “隨著中法海洋衛星發射成功,我國海洋立體觀測體系進一步完善。”國防科工局、國家航天局系統工程司副司長趙堅表示,中法海洋衛星探測得到的數據能夠與在軌的海洋系列衛星探測數據進行集成,彌補現有海洋系列衛星在探測手段、時間、空間上的不足,建立起種類齊全、優勢互補的海洋遙感衛星觀測體系。

  截至目前,我國已累計發射7顆海洋衛星(其中兩顆已退役),形成了海洋水色(海洋一號)、海洋動力環境(海洋二號、中法海洋)以及海洋監視監測(高分三號)3個海洋衛星系列,在我國海洋環境監測、海洋資源開發、海洋防災減災、海洋科學研究等方面發揮了重要作用。

  據介紹,海洋水色衛星以海洋葉綠素濃度、懸浮泥沙、可溶性有機物等海洋水色信息為主要觀測目標;海洋動力環境衛星主要觀測海面高度、海面風場、海浪譜等海洋動力環境要素;海洋監視監測衛星則主要監測海冰、海上溢油等海面目標。

  “我國是海洋大國,海域廣袤、海岸線漫長、島嶼眾多。提升海洋觀測水平對于我國經濟發展、生態環境保護意義重大。”中法海洋衛星中方首席科學家劉建強說。

  按照《海洋衛星業務發展“十三五”規劃》及《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃(2015-2025年)》,我國后續將陸續發射多顆海洋衛星,進一步完善我國海洋觀測體系。海洋水色衛星星座將形成上、下午組網高性能觀測;海洋動力衛星星座將形成極軌、傾斜軌道互相配合,實現海洋動力環境要素多頻次觀測。

  發射成功不是終點:中法合作仍將深化

  “中法海洋衛星是中國與歐洲發達國家在航天高科技領域開展的首次合作。”國防科工局、國家航天局副局長吳艷華表示,我國科技工作者和法方研究人員開展了全方位、高水平、實質性的交流和合作,有利于充分借鑒先進成果和經驗,加速提升我國海洋科學研究能力,帶動我國海洋高科技發展。

  法國是世界上海洋監測和海洋環境預報技術比較先進的國家,在海洋波浪方向譜雷達遙感測量方面有近30年的研制經驗,在遙感數據系統設計、數據獲取與反演、預報模型同化應用、微波遙感載荷研制方面取得了大量成果。

  中法雙方共同研制了衛星數傳分系統,負責接收微波輻射計和波譜儀傳來的遙感數據,并根據情況“智能化”選擇編碼存儲或是直接將數據傳回地面接收站;中法海洋衛星上的固態存儲器分區設計是特有的,設計人員將固態存儲器分成了兩個區域,中方和法方分別使用,互不干擾……

  “合作成果來之不易。”王麗麗介紹,中法海洋衛星是兩個航天大國在系統級上的合作,雙方執行不同的技術標準給合作研發帶來很大的難度。中法科研人員密切溝通、求同存異,并充分發揮創造性,確保了衛星最終研制成功。雙方科研人員也在合作中結下了深厚的友誼。

  “中法海洋衛星數據還可提供給世界各國科學家、預報員使用,為海上船只航行安全、全球海洋防災減災、全球海洋資源調查提供服務保障。”吳艷華表示,中法雙方將進一步在中法天文衛星、空間氣候觀測、對地觀測和空間科學等方面開展互惠互利合作。

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