长征|“天问一号”发射为何非“胖五”莫属?与上海又有怎样的关系?

摘要:长征五号不但承担探火任务 , 下一步的空间站建设、探月三期等都将由它当担 。
长征|“天问一号”发射为何非“胖五”莫属?与上海又有怎样的关系?
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离开地球 , 奔向火星 。
2020年7月23日12时41分 , 长征五号遥四火箭在文昌航天发射场点火升空 , 成功将“天问一号”火星探测器顺利送入预定轨道 。这是长征五号系列运载火箭首次应用性发射 , 也是我国运载火箭首次执行地球-火星转移轨道发射任务 。
【长征|“天问一号”发射为何非“胖五”莫属?与上海又有怎样的关系?】探火为何非长五莫属?
作为我国新一代最大推力火箭 , 长征五号的横空出世并不顺利 。
这型寄托着中国深空梦想的大火箭 , 立项于2006年10月 。历经十年 , 2016年11月3日 , 长征五号遥一首飞成功 , 标志着我国运载火箭实现了从中型到大型的跨越和升级换代 。不过 , 长五的第二次飞行却以失败告终 。经过两年“归零”攻关 , 中国火箭人治好了长五的“心病” , 2019年12月27日长五遥三火箭 , 顺利将我国实践二十号卫星送入预定轨道 , “胖五”王者归来 。
世界航天界有一句话:“火箭的运载能力有多大 , 航天的舞台就有多大” 。长征五号火箭是目前我国研制的起飞重量和运载能力最大的大型运载火箭 , 高57米 , 相当于20层楼;箭体直径达5米 , 打破了我国40余年来3.35米箭体直径结构的限制 , 而胖胖的身材也让它得了一个“胖五”的称呼 。大块头的“胖五”起飞质量达到870吨 , 起飞最大推力超过1000吨 , 近地轨道的运载能力25吨、地球同步转移轨道运载能力14吨 , 比现役长征三号乙火箭运载能力提升2.5倍以上 。
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长征五号的巨大推力 , 也拉近了与世界先进水平的差距 。目前 , 俄罗斯现有的质子-M运载火箭最大起飞重量705吨 , 其近地轨道的运载能力是24吨 。美国的猎鹰重型火箭最大起飞重量1420吨 , 近地轨道运载能力63.8吨 。
超强的运载实力 , 让“胖五”责无旁贷承担起“探火”这个极其重要、难度极高的任务 。“天问一号”将一次完成火星环绕、着陆和巡视三大目标 , 因此其由环绕器、着陆巡视器组成 , 重量达到5吨左右 。5吨重的航天器并不稀奇 , 但探火任务需要直接将这个5吨重的探测器送入地火转移轨道 。也就是说 , 需要让探测器获得超过11.2千米/秒的第二宇宙速度 , 让它可以完全摆脱地球引力 , 去往太阳系内的其他行星或者小行星 。
想要获得这个初始速度 , 目前只有长征五号能够做到 。长征五号不但承担探火任务 , 下一步的空间站建设、探月三期等都将由它当担 。
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90%起飞推力源自“上海制造”
值得关注的是 , 在长五遥四火箭托举“天问一号”升空时 , 其四周捆绑的4个助推器为火箭提供了90%以上的起飞推力 , 是长征五号运载火箭起飞的主要动力源 。而这四个“大块头” , 出自上海航天技术研究院 。
上海航天技术研究院院长张宏俊表示 , 长五是我国首个采用助推器支撑的捆绑火箭 , 4个直径3.35米助推器迄今为止都是国内最大的低温液体助推器 。“助推器五脏俱全 , 相当于一枚单级运载火箭 。”每个助推器安装了2台120吨液氧煤油发动机 , 并为全箭提供竖立状态的支撑 。
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