新篇章！長(zhǎng)征火箭：“300+”后踏上新征途

2019年3月10日0時(shí)28分，當(dāng)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心第300次騰空而起，圓滿完成發(fā)射任務(wù)，中國(guó)航天翻開(kāi)了新的歷史篇章。

“長(zhǎng)征火箭歷經(jīng)了最初的艱苦創(chuàng)業(yè)、走向世界，到本世紀(jì)初的載人飛行、圓夢(mèng)奔月，再到近些年的高密度發(fā)射、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等多個(gè)發(fā)展階段，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有，從一箭一星到一箭多星，從發(fā)射衛(wèi)星到發(fā)射載人飛船和月球探測(cè)器，從現(xiàn)役運(yùn)載火箭到新一代運(yùn)載火箭等一系列重大跨越。”中國(guó)航天科技集團(tuán)中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院(下稱“火箭院”)黨委書(shū)記李明華說(shuō)。

根據(jù)規(guī)劃，到2020年，長(zhǎng)征系列主流運(yùn)載火箭將達(dá)到國(guó)際一流水平，同時(shí)面向全球提供多樣化的商業(yè)發(fā)射服務(wù);2025年前后，可重復(fù)使用的亞軌道運(yùn)載器研制成功，亞軌道太空旅游成為現(xiàn)實(shí);2030年前后，重型運(yùn)載火箭將實(shí)現(xiàn)首飛，為載人登月提供強(qiáng)大支持，并為火星采樣返回提供充足的運(yùn)載能力。

站在“300+”的新起點(diǎn)上，長(zhǎng)征火箭將踏上新的長(zhǎng)征。

40余年 運(yùn)載能力提升數(shù)十倍

在北京南四環(huán)外的東高地，火箭院坐落于此。作為長(zhǎng)征火箭抓總研制單位，在長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭累計(jì)達(dá)300次的發(fā)射中，火箭院抓總研制的約占三分之二，它見(jiàn)證了中國(guó)航天事業(yè)舉世矚目的崛起。

1970年4月24日，長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭在全國(guó)人民的期待中起飛，將我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”送入太空，開(kāi)啟了我國(guó)自主進(jìn)入太空時(shí)代的新紀(jì)元。

彼時(shí)，我國(guó)運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力是300千克。而到2016年11月3日，長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭首飛成功，我國(guó)運(yùn)載火箭近地軌道和地球同步軌道的運(yùn)載能力分別達(dá)到了25噸級(jí)和14噸級(jí)。40多年間，火箭運(yùn)載能力提升了數(shù)十倍。

1970年，長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭的首飛也是當(dāng)年的唯一一次航天發(fā)射，而到2018年，長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭年發(fā)射37次，中國(guó)航天首次位居國(guó)際航天發(fā)射數(shù)量第一位。

在火箭院總體設(shè)計(jì)部大樓里，記者見(jiàn)到了今年83歲高齡的余夢(mèng)倫院士。據(jù)他回憶，在火箭研制初期，我國(guó)還沒(méi)有電子計(jì)算機(jī)，計(jì)算主要靠手搖計(jì)算機(jī)，一般一條彈道要6名計(jì)算員花上整整兩個(gè)月的時(shí)間才能完成。

1960年，從北京大學(xué)計(jì)算數(shù)學(xué)專業(yè)提前畢業(yè)的余夢(mèng)倫被分配到彈道組。有一次，余夢(mèng)倫在摸索彈道設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到了一個(gè)極其棘手的技術(shù)難題，在近一個(gè)月時(shí)間里，他幾乎一刻都沒(méi)有離開(kāi)過(guò)那臺(tái)手搖計(jì)算機(jī)。當(dāng)余夢(mèng)倫終于完成數(shù)據(jù)報(bào)告時(shí)，人們才發(fā)現(xiàn)一向清瘦的他，右臂似乎比以前“粗實(shí)”了許多——由于不斷轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算機(jī)搖柄，他的右臂已經(jīng)腫脹起來(lái)。

回望長(zhǎng)征火箭300余次發(fā)射歷程，余夢(mèng)倫感慨，一次次騰飛與跨越，靠的就是牢牢抓住了自力更生和自主創(chuàng)新的牛鼻子。“火箭院在航天運(yùn)輸系統(tǒng)等領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新，突破了一系列基礎(chǔ)性、前沿性技術(shù)，形成了一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果，為提升航天整體能力、服務(wù)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)發(fā)揮了重要作用。”

自2015年起，火箭院抓總研制的新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征十一號(hào)、長(zhǎng)征七號(hào)、長(zhǎng)征五號(hào)先后成功首飛，提升了我國(guó)自主、快速進(jìn)入空間的能力。

2016年11月3日，新一代大型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)首飛成功，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)運(yùn)載火箭從中型到大型的跨越，開(kāi)啟了中國(guó)航天大運(yùn)載時(shí)代的大幕;2016年6月25日，首飛成功的新一代中型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征七號(hào)，是我國(guó)第一枚全數(shù)字火箭、第一枚全綠色中型火箭;2015年9月25日，長(zhǎng)征家族首枚固體運(yùn)載火箭長(zhǎng)征十一號(hào)首飛成功，其可在24小時(shí)內(nèi)完成發(fā)射準(zhǔn)備，是目前國(guó)際上發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間最短的火箭之一。

目前，中國(guó)運(yùn)載火箭具備了布局合理、覆蓋全面、自由進(jìn)出空間能力，長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭具備發(fā)射低、中、高不同軌道，不同類(lèi)型載荷的能力，運(yùn)載能力和入軌精度均處于世界先進(jìn)水平。

長(zhǎng)征七號(hào)甲、長(zhǎng)征八號(hào)等新一代中型運(yùn)載火箭正在按計(jì)劃開(kāi)展研制工作且進(jìn)展順利;近地軌道運(yùn)載能力最大的新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征五號(hào)乙已進(jìn)入試樣階段，未來(lái)將承擔(dān)空間站艙段發(fā)射任務(wù);重型運(yùn)載重大工程實(shí)施方案論證全面開(kāi)展，預(yù)計(jì)于2030年左右首飛。

“未來(lái)，隨著新一代長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的不斷發(fā)展，新老火箭將實(shí)現(xiàn)全面交替，我國(guó)運(yùn)載火箭水平將再次實(shí)現(xiàn)新跨越。”余夢(mèng)倫說(shuō)。

12型火箭 推動(dòng)基礎(chǔ)工業(yè)能力提升

新中國(guó)成立以來(lái)，12種不同型號(hào)的長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭先后在火箭院誕生，每一型火箭的跨越與進(jìn)步，都帶動(dòng)了我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)能力的提升。

長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭總指揮金志強(qiáng)告訴記者，運(yùn)載火箭研制是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)都要與各行各業(yè)發(fā)生關(guān)聯(lián)，在材料、工藝、器件、設(shè)備等領(lǐng)域都與我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展密不可分。

“比如在材料方面，為了提高火箭運(yùn)載能力，對(duì)火箭進(jìn)行結(jié)構(gòu)減重是最直接而有效的方法，碳纖維復(fù)合材料的發(fā)展，使得結(jié)構(gòu)減重成為可能;在工藝方面，依靠國(guó)內(nèi)相關(guān)工業(yè)企業(yè)的支撐和協(xié)助，我們成功研制生產(chǎn)了我國(guó)最大的貯箱高精度全自動(dòng)大型焊接設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了攪拌摩擦焊技術(shù)在火箭貯箱生產(chǎn)中首次應(yīng)用，使貯箱生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到有效保證。”李明華說(shuō)。

在長(zhǎng)征五號(hào)火箭研制時(shí)，數(shù)字化制造能力已然開(kāi)始顯現(xiàn)。工藝與技能人員可以直觀地在三維圖紙中看到火箭的真實(shí)面目，每一個(gè)螺絲釘所在的位置都清晰可見(jiàn)，大大降低了工作量，減少了操作失誤。如今在航天設(shè)計(jì)單位，全三維數(shù)字化成為基本手段;在航天制造單位，數(shù)字化生產(chǎn)已經(jīng)廣泛推行。這成為我國(guó)高端制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一個(gè)縮影。

“正是在這樣的‘你拉我拽’中，航天事業(yè)與我國(guó)的基礎(chǔ)工業(yè)實(shí)現(xiàn)了協(xié)調(diào)發(fā)展。”李明華說(shuō)，中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，離不開(kāi)綜合國(guó)力的增強(qiáng)和基礎(chǔ)工業(yè)能力的提升，中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展，也推動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，中國(guó)航天也有責(zé)任成為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要力量。

環(huán)保綠色也是長(zhǎng)征火箭始終致力的方向。作為我國(guó)低溫液體火箭探索者，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭的三子級(jí)采取液氫/液氧推進(jìn)劑，做到了環(huán)保無(wú)污染。未來(lái)幾年，長(zhǎng)征七號(hào)甲、長(zhǎng)征八號(hào)、長(zhǎng)征九號(hào)、新一代載人運(yùn)載火箭將完成我國(guó)運(yùn)載火箭的整體更新?lián)Q代，綠色無(wú)污染的環(huán)保推進(jìn)劑將成為中國(guó)火箭的主流。此外，火箭子級(jí)回收的相關(guān)技術(shù)也在研究之中，對(duì)降低發(fā)射成本、控制落區(qū)安全、節(jié)約利用資源具有積極意義。

48次發(fā)射 揚(yáng)帆出海打造“國(guó)家名片”

伴隨著改革開(kāi)放的進(jìn)程，長(zhǎng)征火箭也更加融合開(kāi)放。截至目前，長(zhǎng)征火箭已完成48次國(guó)際商業(yè)發(fā)射，發(fā)射56顆國(guó)際商業(yè)衛(wèi)星，并向國(guó)際客戶提供17次搭載發(fā)射服務(wù)，成為一張閃耀世界的“國(guó)家名片”。

1985年10月，中國(guó)向世界宣布，長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭將承攬國(guó)際商業(yè)發(fā)射服務(wù)。1990年4月7日，長(zhǎng)征三號(hào)火箭成功發(fā)射美國(guó)休斯公司研制的“亞洲一號(hào)”通信衛(wèi)星，中國(guó)航天從此踏入國(guó)際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)市場(chǎng)。

在與美國(guó)休斯公司的談判過(guò)程中，為提高長(zhǎng)征火箭運(yùn)載能力，時(shí)任一部總體室副主任黃作義構(gòu)劃了長(zhǎng)二捆火箭的技術(shù)方案，并繪制了一張圖紙，在已成功發(fā)射10余次的長(zhǎng)二丙火箭上捆綁了4個(gè)助推，滿足了國(guó)際市場(chǎng)發(fā)射需求。

“這張草圖非常經(jīng)典，先被登在了休斯公司的內(nèi)刊上，后又發(fā)表在美國(guó)航空航天雜志上，影響力極大。”曾參與長(zhǎng)二捆火箭方案論證的余夢(mèng)倫甚至認(rèn)為，“長(zhǎng)二捆”的理念影響到了幾十年后大獲成功的美國(guó)Space-X公司創(chuàng)始人馬斯克。

此后，在1990年至1999年的國(guó)際商業(yè)發(fā)射服務(wù)中，長(zhǎng)征火箭占到國(guó)際市場(chǎng)份額的7%至9%，與阿里安、德?tīng)査⒂钪嫔?、質(zhì)子號(hào)、天頂號(hào)等火箭一起成為世界商業(yè)發(fā)射的主要運(yùn)載火箭。

長(zhǎng)征火箭良好的履約能力也是其開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)的法寶。2017年12月，長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭將阿爾及利亞一號(hào)通信衛(wèi)星成功發(fā)射至預(yù)定軌道。然而，與以往提前五六個(gè)月就明確發(fā)射時(shí)間不同，此次接到發(fā)射計(jì)劃時(shí)，距離發(fā)射時(shí)間僅有40天。而此時(shí)這枚火箭正在準(zhǔn)備其他發(fā)射任務(wù)，并已接近出廠狀態(tài)。新的發(fā)射時(shí)間指令意味著要在40天時(shí)間內(nèi)對(duì)火箭部分軟硬件進(jìn)行更改，并完成測(cè)試、出廠、進(jìn)駐發(fā)射場(chǎng)、調(diào)試、發(fā)射等一系列任務(wù)。這看似不可能完成的任務(wù)如何變成現(xiàn)實(shí)?

“40天快速履約的關(guān)鍵是火箭去任務(wù)化的設(shè)計(jì)。”金志強(qiáng)透露，與過(guò)去“定制化”研制不同，為了提高快速響應(yīng)能力，現(xiàn)在長(zhǎng)三甲系列火箭的硬件在很大程度上都能實(shí)現(xiàn)通用，只需要改動(dòng)衛(wèi)星支架以及火箭的軟件就能夠適應(yīng)不同衛(wèi)星的發(fā)射需求。

中國(guó)工程院院士、火箭院長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭高級(jí)顧問(wèn)龍樂(lè)豪表示，實(shí)踐證明，長(zhǎng)征火箭與美國(guó)、歐洲等國(guó)家和地區(qū)制造的衛(wèi)星完全兼容，在發(fā)射、服務(wù)、技術(shù)保密等方面能夠滿足國(guó)內(nèi)外用戶的需求。長(zhǎng)征火箭同時(shí)具有高可靠性、履約能力強(qiáng)、保險(xiǎn)費(fèi)率低等優(yōu)勢(shì)，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

近年來(lái)，國(guó)際商業(yè)航天市場(chǎng)炙手可熱，長(zhǎng)征火箭也先后為老撾、白俄羅斯、阿爾及利亞等國(guó)提供了國(guó)際商業(yè)發(fā)射服務(wù)，火箭的可靠性、適應(yīng)性、成功率和入軌精度均躋身世界一流行列。

火箭院依托現(xiàn)有長(zhǎng)征系列火箭400公斤至13500公斤梯度化運(yùn)載能力，按照“專屬定制發(fā)射、定期定軌發(fā)射和搭載發(fā)射”的“專車(chē)、班車(chē)和順風(fēng)車(chē)”方式，為用戶提供“一箭一星、一箭多星、一箭多軌”的便捷發(fā)射服務(wù)。

李明華表示，目前長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭正借力國(guó)家“一帶一路”倡議和雙邊多邊合作機(jī)制，以更加開(kāi)放的姿態(tài)，積極拓展航天應(yīng)用領(lǐng)域，探索從航天制造、發(fā)射、地面到系統(tǒng)應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈“一站式”服務(wù)，面向全球提供發(fā)射服務(wù)、整星出口、技術(shù)轉(zhuǎn)讓與培訓(xùn)、地面站建設(shè)等商業(yè)航天一攬子解決方案。

下一步，長(zhǎng)征火箭還將通過(guò)建設(shè)地面應(yīng)用系統(tǒng)、培養(yǎng)航天科技人才，參與運(yùn)營(yíng)管理衛(wèi)星資產(chǎn)等形式為用戶提供整體服務(wù)。這種全新模式將極大增強(qiáng)長(zhǎng)征火箭參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的能力，成為長(zhǎng)征火箭走向國(guó)際化的重要支撐。結(jié)合未來(lái)航天發(fā)展需求，長(zhǎng)征系列主流運(yùn)載火箭將繼續(xù)面向全球提供多樣化的商業(yè)發(fā)射服務(wù)，低成本中型運(yùn)載火箭長(zhǎng)征八號(hào)預(yù)計(jì)將在2020年首飛，彌補(bǔ)我國(guó)現(xiàn)役運(yùn)載火箭在太陽(yáng)同步軌道和地球同步軌道發(fā)射能力上的空檔。

三個(gè)階段 “重型運(yùn)載”亮點(diǎn)頻現(xiàn)

進(jìn)入新時(shí)期，長(zhǎng)征火箭瞄準(zhǔn)我國(guó)載人航天和月球探測(cè)等國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，肩負(fù)起新的歷史使命，踏上新的征途。

長(zhǎng)征九號(hào)是我國(guó)運(yùn)載能力最大的一型火箭。通過(guò)對(duì)助推器數(shù)量以及芯一級(jí)的調(diào)整，可以構(gòu)建近地軌道運(yùn)載能力50噸至140噸、奔月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力15噸至50噸、奔火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力12噸至44噸的系列化型譜。按照任務(wù)規(guī)劃，該火箭預(yù)計(jì)將于2028年前后實(shí)現(xiàn)首飛。

余夢(mèng)倫向記者表示，長(zhǎng)征九號(hào)運(yùn)載火箭綜合性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際運(yùn)載火箭的先進(jìn)水平，研制成功后可以滿足未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)期國(guó)內(nèi)深空探測(cè)、載人月球探測(cè)等國(guó)家重大科技活動(dòng)的任務(wù)需求，確保我國(guó)在2030年前運(yùn)載火箭技術(shù)邁入世界一流梯隊(duì)。

據(jù)火箭院重型運(yùn)載火箭總設(shè)計(jì)師張智介紹，我國(guó)重型火箭項(xiàng)目將分成三個(gè)發(fā)展階段。第一階段主要完成系列構(gòu)型模塊的研制，實(shí)現(xiàn)火箭首飛，使我國(guó)進(jìn)入空間的能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，滿足火星取樣返回、載人月球探測(cè)等重大工程需求;第二階段將進(jìn)一步完善重型火箭系列化構(gòu)型，進(jìn)行應(yīng)用飛行，同時(shí)利用可重復(fù)使用技術(shù)降低火箭成本;第三階段，我國(guó)將研發(fā)新材料、新動(dòng)力等更多新技術(shù)，提高火箭的運(yùn)載能力和技術(shù)水平，提升火箭對(duì)載人登火、空間太陽(yáng)能電站等更大規(guī)?？臻g探測(cè)任務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的適應(yīng)性。

目前我國(guó)重型運(yùn)載火箭研制取得重大進(jìn)展，已初步確定運(yùn)載火箭技術(shù)方案和研制能力布局方案，關(guān)鍵技術(shù)取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，為重型運(yùn)載火箭重大專項(xiàng)任務(wù)的立項(xiàng)奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

李明華表示，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中葉，我國(guó)進(jìn)出空間和空間運(yùn)輸?shù)姆绞綄⒊霈F(xiàn)顛覆性變革，在先進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)的支持下，針對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)的行星、小行星、彗星等目標(biāo)的人機(jī)協(xié)同探索可以常態(tài)化、規(guī)?；_(kāi)展，探索和利用空間進(jìn)入高速增長(zhǎng)期。“到那時(shí)，我國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)將處于國(guó)際領(lǐng)先地位，航天綜合實(shí)力位居世界前列，具有強(qiáng)大的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、國(guó)際影響力和自主創(chuàng)新能力。”(記者 陳寶玖 郭倩)

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