長征火箭成為閃亮的中國名片(科技視點)

長征三號乙運載火箭吊裝場面。中國航天科技集團一院供圖

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長征系列運載火箭完成300次發(fā)射任務(wù)，實現(xiàn)了從量變到質(zhì)變的跨越。這靠的是什么？龍樂豪院士認為，靠的是牢牢把握住了創(chuàng)新這個“第一動力”

未來，比長征五號更大的重型火箭長征九號，將研制9.5米級的火箭箱體，也將帶動國內(nèi)新材料、新工藝、新器件、新裝備等向前發(fā)展

3月初，中國航天迎來一個重要節(jié)點：長征系列運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心完成第300次發(fā)射。

這意味著近半個世紀以來，中國航天的運載火箭技術(shù)取得了長足進步，這也成為中國從航天大國向航天強國邁進的重要里程碑。

火箭是航天活動基礎(chǔ)性的交通運輸工具，可以說沒有火箭就沒有航天。從最初的艱苦創(chuàng)業(yè)，到本世紀初的載人飛行、奔月之旅和北斗組網(wǎng)，再到近年來的高密度發(fā)射，長征火箭實現(xiàn)了從無到有、從串聯(lián)到捆綁、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器等一系列重大跨越，成功將500多顆衛(wèi)星送入預定軌道，成為一張閃亮的中國名片。

40多年間火箭運載能力提升了數(shù)十倍，高密度發(fā)射已實現(xiàn)常態(tài)化

長征系列運載火箭300次發(fā)射歷史，是我國運載火箭運載能力不斷增強、發(fā)射密度不斷提高、型譜不斷壯大、技術(shù)實現(xiàn)更新?lián)Q代的發(fā)展史，也是我國航天事業(yè)跨越式發(fā)展的一個縮影。

1970年4月24日，長征一號運載火箭在人們的期待中起飛，將我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”送入太空，翻開了我國自主進入太空時代的新的一頁。

彼時，我國運載火箭的運載能力是300千克。到2016年11月3日，長征五號首飛成功，我國運載火箭近地軌道和地球同步軌道的運載能力分別達到了25噸級和14噸級。40多年間，火箭運載能力提升了數(shù)十倍。

1970年長征一號首飛，是當年的唯一一次航天發(fā)射；到2018年，長征系列運載火箭年發(fā)射37次，中國航天首次單獨位居國際航天發(fā)射數(shù)量第一位，表明長征火箭高密度發(fā)射已實現(xiàn)常態(tài)化。

中國航天科技集團一院長征系列運載火箭高級顧問龍樂豪院士介紹，長征系列運載火箭“3個100次”發(fā)射分別用時37年、7.5年和4.25年，對應(yīng)年均發(fā)射2.7次、13.3次和23.5次。每個100次發(fā)射間隔時間的縮短，體現(xiàn)了運載火箭技術(shù)的進步、管理的完善和質(zhì)量的提升，反映了中國航天的發(fā)展和中國綜合國力的快速提升。

在第三個100次發(fā)射中，長征火箭以每年平均發(fā)射次數(shù)超過20次的強度，將225顆航天器送入太空，實現(xiàn)了從每年幾次發(fā)射，向十幾次、幾十次的跨越。在這4年間，長征火箭共將約240噸飛行器送入軌道，年均達60噸，僅次于美國、俄羅斯，為世界第三。這100次的發(fā)射成功率高達97%，處于世界領(lǐng)先水平。在近20年世界各國航天發(fā)射史中，長征火箭2018年連續(xù)成功發(fā)射37次，創(chuàng)造了世界航天發(fā)射連續(xù)成功的新紀錄。

可以說，長征系列運載火箭完成300次發(fā)射任務(wù)，實現(xiàn)了從量變到質(zhì)變的跨越。這靠的是什么？龍樂豪院士認為，靠的是牢牢把握住了創(chuàng)新這個“第一動力”。

以我國新一代運載火箭家族的拓路者長征六號火箭為例，2015年它以“一箭二十星”創(chuàng)造了中國航天一箭多星發(fā)射的新紀錄。長征六號瞄準國際運載火箭先進技術(shù)水平，渾身上下幾乎都是新的，很多技術(shù)在世界上沒有成功應(yīng)用的先例，自主創(chuàng)新成果達十幾項。

長征五號突破了12項重大關(guān)鍵技術(shù)，不僅使火箭技術(shù)能力達到國際先進水平，同時帶動了國內(nèi)工業(yè)制造能力的提升

火箭技術(shù)的不斷跨越，帶動基礎(chǔ)工業(yè)和材料科學不斷進步。

以長征五號運載火箭為例，在此之前中國火箭直徑是3.35米，而長五火箭的直徑為5米。雖然只多了1.65米，研制人員卻付出了極大的心血，全國各地工業(yè)企業(yè)也給予了大力支持。

5米直徑大型箭體結(jié)構(gòu)為我國運載火箭首次采用，是火箭實現(xiàn)運載能力重大跨越的基礎(chǔ)，設(shè)計、制造、試驗難度很大。為此，研制人員依靠國內(nèi)相關(guān)工業(yè)企業(yè)的支撐和協(xié)助，成功生產(chǎn)了我國最大的貯箱高精度全自動大型焊接設(shè)備，實現(xiàn)了攪拌磨擦焊技術(shù)在火箭貯箱生產(chǎn)中首次應(yīng)用，制造出我國運載火箭結(jié)構(gòu)最大尺寸的貯箱。

其中，采用我國火箭史上首創(chuàng)的新型工藝，大大提高了貯箱的可制造性；采用液氮進行低溫貯箱的地面內(nèi)壓試驗，大幅減輕結(jié)構(gòu)重量；突破前捆綁傳力的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，使我國掌握了捆綁火箭有效提高運載能力的技術(shù)手段……據(jù)介紹，長征五號突破了12項重大關(guān)鍵技術(shù)和247項關(guān)鍵技術(shù)，代表著我國科技創(chuàng)新與工業(yè)制造的高水平，不僅使整個火箭技術(shù)能力達到國際先進水平，而且?guī)訃鴥?nèi)工業(yè)制造能力的提升。

未來，比長征五號更大的重型火箭長征九號，將研制9.5米級的火箭箱體，也將帶動國內(nèi)新材料、新工藝、新器件、新裝備等向前發(fā)展。

綠色環(huán)保，也是中國航天人將運載火箭技術(shù)轉(zhuǎn)為民用的一個關(guān)鍵詞。新一代運載火箭不僅能力強、技術(shù)新，而且采用了綠色環(huán)保無毒無污染的推進劑，實現(xiàn)了中國火箭動力系統(tǒng)向綠色環(huán)保的轉(zhuǎn)型。隨著長征六號、長征十一號、長征七號、長征五號等新一代運載火箭先后登場，以及未來還將研制的長征七號甲、長征八號、長征九號、新一代載人運載火箭等，綠色環(huán)保推進劑將成為中國火箭的主流能源。

完成48次國際商業(yè)發(fā)射，中國火箭更加自信地走向世界

回顧長征系列運載火箭的發(fā)展歷程，讓人們津津樂道的，還包括中國航天不斷開放、走向國際市場，使“長征”真正成為響當當?shù)膰H品牌。

1985年10月，中國向世界宣布，長征系列運載火箭將承攬國際商業(yè)發(fā)射服務(wù)。1990年4月7日，長征三號火箭成功發(fā)射美國休斯公司研制的“亞洲一號”通信衛(wèi)星，中國航天從此踏入國際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)市場。截至目前，中國航天科技集團已完成了48次國際商業(yè)發(fā)射，發(fā)射了56顆國際商業(yè)衛(wèi)星，并向國際客戶提供17次搭載發(fā)射服務(wù)，發(fā)射了20多個國外小衛(wèi)星/載荷。

運載火箭是航天技術(shù)的核心基礎(chǔ)，發(fā)射次數(shù)代表一個國家的航天規(guī)模與實力。在世界上，中國長征系列火箭發(fā)射次數(shù)位居第三，發(fā)射成功率屬世界一流而非世界第一，這就需要我們進一步加強自主創(chuàng)新、不斷攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，推動航天強國建設(shè)。

根據(jù)中國航天科技集團的規(guī)劃，預計在2025年前后，研制成功可重復使用的亞軌道運載器，亞軌道太空旅游將成為現(xiàn)實。到2030年前后，重型運載火箭將實現(xiàn)首飛，為載人登月提供強大支持，并為火星采樣返回提供充足的運載能力。2040年前后，航天運輸工具能夠有效支持大規(guī)模的空間資源勘探和開發(fā)，小行星采礦和空間太陽能電站有望成為現(xiàn)實。到2045年，天梯、地球車站、空間驛站建設(shè)有望成為現(xiàn)實。

余建斌 王偉童