11月24日4時(shí)30分，海南文昌發(fā)射場(chǎng)，長(zhǎng)征五號(hào)遙五火箭托舉“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器呼嘯升空。隨后，“嫦娥五號(hào)”成功入軌，發(fā)射取得圓滿成功。

歷經(jīng)十年，大火箭“胖五”終于和“嫦娥”攜手奔月。而此前，探月工程的發(fā)射任務(wù)均由長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭完成。此次發(fā)射有哪些看點(diǎn)?記者邀請(qǐng)“胖五”的“娘家人”中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司第一研究院的設(shè)計(jì)師，進(jìn)行了詳細(xì)解讀。

看點(diǎn)一：15選1，最優(yōu)軌道奔月

“嫦娥五號(hào)”與“大火箭”分離后，還要飛行數(shù)天才能夠到達(dá)月球。奔月之旅，路途遙遠(yuǎn)，“大火箭”為了讓“嫦娥”姑娘省點(diǎn)兒力氣，可以說(shuō)貼心至極。

常規(guī)任務(wù)，一枚火箭有一條軌道就行了。探月工程三期對(duì)火箭發(fā)射概率和發(fā)射窗口提出了更高的要求，為克服臺(tái)風(fēng)過(guò)境影響、提升故障適應(yīng)性，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)精心優(yōu)化設(shè)計(jì)了連續(xù)三天、每天連續(xù)50分鐘的主份和備份多彈道奔月發(fā)射方案。

長(zhǎng)征五號(hào)火箭總體副主任計(jì)師劉秉介紹，與近地軌道任務(wù)相比，探月任務(wù)的軌道設(shè)計(jì)更加復(fù)雜。由于地月距離較遠(yuǎn)，探測(cè)器用于中途修正所需的推進(jìn)劑有限，而地球和月球的相對(duì)位置在不斷發(fā)生變化，還要考慮火箭與探測(cè)器分離后的光照因素，這對(duì)軌道設(shè)計(jì)提出了非常高的要求。

為了讓“嫦娥五號(hào)”更節(jié)省推進(jìn)劑，在研制階段，火箭開展了精細(xì)化的“窄窗口多軌道”關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證攻關(guān)，可以在連續(xù)3天內(nèi)，每天有50分鐘的窗口，每10分鐘一條軌道，共規(guī)劃15條軌道，每條軌道均可以將探測(cè)器準(zhǔn)確送入軌道。這樣的話，“嫦娥五號(hào)”踏上奔月旅程后，可以減少軌道偏差的修正次數(shù)，既能節(jié)省燃料，也能更快地到達(dá)月球。

這項(xiàng)技術(shù)，在我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)，也就是幾個(gè)月前，長(zhǎng)征五號(hào)火箭發(fā)射“天問(wèn)一號(hào)”時(shí)，已經(jīng)得到成功驗(yàn)證。因此，長(zhǎng)征五號(hào)火箭托舉“嫦娥五號(hào)”奔月，雖然要求比較高，但“大火箭”卻照樣應(yīng)對(duì)自如。

看點(diǎn)二：為了奔月，“大火箭”挑戰(zhàn)高難度動(dòng)作

長(zhǎng)征五號(hào)火箭點(diǎn)火升空后，要飛行2000多秒才能夠到達(dá)地月轉(zhuǎn)移軌道。為了把“嫦娥五號(hào)”精準(zhǔn)送達(dá)目的地，它要在太空完成一個(gè)高難度動(dòng)作——長(zhǎng)時(shí)間滑行。

滑行，是指火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)后，火箭靠慣性向前飛行。聽上去絲毫不費(fèi)力氣，但實(shí)際上，長(zhǎng)時(shí)間滑行對(duì)一枚火箭特別是一枚零下200多度的“冰箭”來(lái)說(shuō)，可是個(gè)不小的考驗(yàn)。

劉秉說(shuō)，“從長(zhǎng)征五號(hào)火箭二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)一次關(guān)機(jī)到再次點(diǎn)火，中間要間隔最長(zhǎng)約935秒。在這一開一關(guān)之間，‘大火箭’需要完成箭體姿態(tài)調(diào)整、真空狀態(tài)下推進(jìn)劑沉底、低溫發(fā)動(dòng)機(jī)二次啟動(dòng)前預(yù)冷等工作，動(dòng)作非常多。另外，滑行時(shí)間越長(zhǎng)，火箭在空間輻射影響下的環(huán)境變化更加復(fù)雜，低溫推進(jìn)劑溫度和貯箱承受的壓力也在不斷的變化，設(shè)計(jì)人員在研制階段對(duì)大火箭長(zhǎng)時(shí)間滑行適應(yīng)性開展了深入細(xì)致的研究工作。”

為了確保“嫦娥五號(hào)”發(fā)射萬(wàn)無(wú)一失，研制人員從立項(xiàng)之初就將長(zhǎng)時(shí)間滑行作為一大關(guān)鍵技術(shù)加以攻克，并在長(zhǎng)征五號(hào)火箭首飛以及后來(lái)的多次飛行中得到了成功驗(yàn)證。

看點(diǎn)三：“座椅”更舒適、更安全

到達(dá)月球后，“嫦娥五號(hào)”要降落到月球，在月面采樣后返回地球，因此“嫦娥五號(hào)”既包含軌道器、著陸器，也包含上升器、返回器，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、塊頭更大、重量更重。

為了讓“嫦娥五號(hào)”坐得更安全、更舒適，研制人員開展了大量的器箭聯(lián)合試驗(yàn)和分析，對(duì)它們所處的電磁環(huán)境、力學(xué)環(huán)境、機(jī)械接口進(jìn)行了多輪綜合優(yōu)化。

劉秉介紹，“既要讓火箭與探測(cè)器的固有頻率錯(cuò)開，彼此之間更‘默契’，不產(chǎn)生共振，同時(shí)還要讓‘嫦娥五號(hào)’坐得舒舒服服、穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)。”

在長(zhǎng)征五號(hào)火箭上，“嫦娥五號(hào)”的“座椅”是定制的。“原來(lái)，衛(wèi)星與火箭之間通常用包帶相連，就像一個(gè)腰帶一樣。但‘嫦娥五號(hào)’塊頭太大，以往的包帶連接方式最大只能滿足2.8米直徑的連接要求，而‘嫦娥五號(hào)’探測(cè)器與火箭的接口直徑達(dá)到了3.1米，傳統(tǒng)的包帶連接已無(wú)法滿足‘嫦娥五號(hào)’任務(wù)的需求。所以，長(zhǎng)征五號(hào)火箭采用了一種低沖擊分離裝置。它既要在飛行過(guò)程中連接可靠、安全，讓‘嫦娥五號(hào)’坐得穩(wěn)當(dāng)，又能在器箭分離時(shí)降低沖擊，讓器箭安全舒適地分離。”劉秉說(shuō)。

此外，長(zhǎng)征五號(hào)火箭整流罩上還專門為探測(cè)器設(shè)置了15個(gè)操作口和透波口，以便于探測(cè)器進(jìn)行操作和傳輸數(shù)據(jù)。此次任務(wù)火箭整流罩的開口數(shù)量和總面積超過(guò)了以往發(fā)射任務(wù)，對(duì)整流罩的設(shè)計(jì)及發(fā)射場(chǎng)聯(lián)合操作提出了更要的要求。

對(duì)于我國(guó)探月工程來(lái)說(shuō)，這次任務(wù)是探月工程“繞、落、回”三步走的收官之戰(zhàn)。對(duì)于長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭來(lái)說(shuō)，這也是今年的收官之戰(zhàn)。

從去年年底開始，長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭進(jìn)入了高密度發(fā)射階段，預(yù)計(jì)到明年初，長(zhǎng)征五號(hào)B火箭還將發(fā)射空間站核心艙。一年內(nèi)4次成功，15個(gè)月間5發(fā)任務(wù)，進(jìn)入密集發(fā)射階段，“大火箭”迎來(lái)了新跨越。

關(guān)鍵詞： 大火箭 嫦娥五號(hào)