李艷明?董佳瑩?科技日報(bào)記者?付毅飛?史詩
7月24日14時(shí)22分，由中國航天科技集團(tuán)一院（以下簡稱一院）抓總研制的長征五號B遙三運(yùn)載火箭（以下簡稱長五B火箭）從海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，成功將我國空間站建造階段首個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，也是我國迄今為止發(fā)射的最重載荷——問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射至預(yù)定軌道。
(資料圖片)
我國空間站建造關(guān)鍵之戰(zhàn)取得圓滿成功。
發(fā)射問天實(shí)驗(yàn)艙的最佳選擇
根據(jù)中國載人航天工程辦公室介紹，今年我國載人航天工程將實(shí)施6次飛行任務(wù)，完成我國空間站在軌建造。其中，長五B火箭在7月發(fā)射問天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙對接，10月發(fā)射夢天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙對接。之后三艙形成“T”字基本構(gòu)型，完成中國空間站在軌建造。此次任務(wù)是今年完成空間站在軌建造承上啟下的關(guān)鍵之戰(zhàn)，意義重大。
作為我國目前近地軌道運(yùn)載能力最大的新一代運(yùn)載火箭，長五B火箭擁有長達(dá)20.5米的國內(nèi)最大整流罩，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到25噸級。問天實(shí)驗(yàn)艙是我國迄今為止重量最大的載荷，重量約為23.2噸。
長五B火箭是發(fā)射問天實(shí)驗(yàn)艙的最佳選擇，“問天”成功問天，盡顯長五B火箭王者風(fēng)范。
為“零窗口”擠出150秒修正時(shí)間
據(jù)一院長五B火箭總體副主任設(shè)計(jì)師劉秉介紹，問天實(shí)驗(yàn)艙需要與空間站天和核心艙進(jìn)行快速交會對接，必須在規(guī)定時(shí)間分秒不差地發(fā)射，“否則將無法到達(dá)指定位置，需要付出巨大代價(jià)調(diào)整軌道；甚至導(dǎo)致發(fā)射終止，那就需要等待下一個(gè)發(fā)射窗口重新組織發(fā)射，嚴(yán)重影響任務(wù)周期。”
本次任務(wù)中，長五B火箭將實(shí)施長五系列火箭的首次零窗口發(fā)射。
為保證準(zhǔn)時(shí)發(fā)射，型號隊(duì)伍對射前負(fù)10分鐘的發(fā)射流程進(jìn)行了優(yōu)化，將部分流程前置。其實(shí)距離發(fā)射150秒時(shí)，火箭就已完成發(fā)射前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，具備點(diǎn)火發(fā)射能力，隨時(shí)可發(fā)射。雖然只有短短150秒，對型號隊(duì)伍來說卻極為重要，萬一發(fā)生突發(fā)情況，這就是他們迅速作出決策、進(jìn)行處置的寶貴機(jī)會。
準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)火只是開始，精準(zhǔn)入軌才是成功。為確保完成任務(wù)，火箭團(tuán)隊(duì)增加了起飛時(shí)刻偏差修正功能，將零窗口又拓展出最大150秒的修正時(shí)間。“通俗理解，火箭最遲可推延150秒發(fā)射，火箭可以在飛行過程中自動修正因推遲發(fā)射導(dǎo)致的飛行偏差，將實(shí)驗(yàn)艙精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道。”劉秉說。
大暑發(fā)射，“冰箭”如何穿越火線？
“大暑前后，衣裳溻透。”大暑是一年中天氣最熱、濕氣最重的時(shí)節(jié)，而素有“冰箭”之稱的長五B火箭，此次發(fā)射時(shí)間就在大暑次日。它是如何穿越層層火線的？
長五B火箭采用液氧和液氫作為推進(jìn)劑，液氧溫度達(dá)到零下183攝氏度，液氫溫度達(dá)零下253攝氏度，低溫推進(jìn)劑加注后，箭體表面“汗如雨下”。冷凝水順著箭體流下，對箭體結(jié)構(gòu)的防水提出了挑戰(zhàn)。
為此，型號隊(duì)伍采用隔熱材料和工藝，在外層均設(shè)置絕熱層。這身“隔熱汗衫”不僅能維持箭體低溫環(huán)境，還可以有效緩解箭體外部冷凝水的產(chǎn)生。
發(fā)射前，長五B火箭要從總裝廠房轉(zhuǎn)移到發(fā)射塔架，整個(gè)過程需要兩三個(gè)小時(shí)。“大暑迎發(fā)射，又是在中午，如果不能保障全程冷鏈運(yùn)輸（注：冷鏈運(yùn)輸是指在火箭轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)過程中，使用活動發(fā)射平臺上的空調(diào)輸送常溫干燥空氣），金屬一旦熱脹冷縮就會影響煤油貯箱的容量。”一院長五B火箭副總設(shè)計(jì)師婁路亮說。
