49年200次航天强国建设中的长征速度——细数一院长征火箭 200次发射历程中的亮点成就

文章来源:中国航天报 发布时间:2019-07-02

好戏连台!继长征系列运载火箭第300次发射、长征三号甲系列运载火箭第100次发射之后,5月17日,中国航天科技集团有限公司一院迎来了第 200次发射,成功发射最后一颗北斗二号导航卫星。又一个百发,又一步新跨越。

发射密度高 最短14天一发

1970年4月24日,一院抓总研制的长征一号运载火箭成功发射我国第一颗人造地球卫星——东方红一号,叩开了中国进入太空的大门。

近半个世纪以来,一院的第一个百次发射,用时40年;第二个百次发射,用时8年多,发射次数快速攀升,发射密度越来越大。尤其是长三甲系列运载火箭,是长征火箭高强密度发射的“主力”,是世界一流的高轨运载火箭群体,也是我国目前首型发射次数过百的火箭系列。

2018年,长三甲系列运载火箭以“14战14捷”的成绩,刷新了我国单一系列火箭年度发射数量的新纪录。2018年10月15日~12月25日,短短70天时间,该系列火箭成功完成了5次发射任务,平均发射周期仅14天。近几年,长三甲系列运载火箭年均发射10次左右,这一数字在国际上也处于前列。

目前,高强密度发射已成常态。为应对挑战,一院组织实施了我国航天史上最大规模的运载火箭跨型号组批生产工程——运载火箭“百发工程”,实现了由单件、小批量生产向批量生产,由研制向研制生产并重,由试验型向产业化发展的重大转变,火箭年生产能力由5~8发提升到16~20发,研制生产周期由5~6年缩短到2~3年。

重大宇航工程担主力

一院是我国最大的运载火箭研制基地,也是中国航天事业的发祥地和长征火箭的摇篮,在长征系列运载火箭发射任务,特别是重大宇航发射任务中,发挥着举足轻重的作用,有力地支撑了我国从航天大国向航天强国迈进。

长三甲系列运载火箭原总设计师龙乐豪院士说,一院自主研制了12种基础级火箭和4型上面级,具备发射低、中、高不同轨道、不同类型载荷的能力,运载能力、发射频率、成功率、入轨精度和适应能力均达到世界一流水平。

49年来,一院助推中国航天实现了三个标志性里程碑。

1970年4月24日,长征一号运载火箭成功发射东方红一号卫星,拉开了中国太空时代的序幕;

1999年,长征二号F火箭成功发射神舟一号试验飞船;2003年,长征二号F火箭将我国第一名航天员杨利伟送入太空,使中国成为世界上第3个自主发展载人航天技术的国家;

2007年10月,长征三号甲火箭成功将中国首颗月球探测卫星“嫦娥一号”送入预定轨道,标志着中国航天事业成功跨入深空探测新领域。

此外,一院抓总研制的火箭成功完成了以神舟飞天、嫦娥奔月、北斗组网、高分观测、对外商业发射等为代表的国家重大工程的发射任务。

其中,载人航天工程是中国空间科学实验的重大战略工程之一。目前,一院抓总研制的长二F火箭先后完成13次载人航天任务发射,将6艘载人飞船、5艘无人飞船和1个目标飞行器、1个空间实验室送入预定轨道,送11名(14人次)航天员进入太空开展科学实验,发射成功率100%。

探月工程是中国重大科技专项任务,按照规划,工程按“绕、落、回”3个阶段实施。目前已开展了一期——绕月探测、二期——落月探测飞行试验任务,已将5颗探测器成功送入预定轨道。从嫦娥一号到嫦娥四号,全都由长三甲系列运载火箭发射升空。

此外,北斗卫星导航系统是我国具有独立自主知识产权的卫星导航系统。截至目前,从北斗工程一期到三期,长三甲系列运载火箭共实施了36次发射任务,将48颗北斗导航卫星送入太空,为我国导航系统组网作出了重大贡献。

升级换代 形成新一代运载火箭型谱

近年来,新一代运载火箭蓬勃发展,形成了运载火箭型谱。目前,我国有4型新一代运载火箭圆满完成首飞,其中3型都是一院研制的。

2015年9月25日,长征十一号运载火箭首飞成功。该型火箭发射准备时间可以在24小时内完成,被称为世界最快“急先锋”。

2016年6月25日,长征七号运载火箭首飞成功,使我国火箭近地轨道运载能力从不到9吨提升到近14吨。

2016年11月3日,我国最大推力新一代运载火箭长征五号首飞成功,标志着我国运载火箭实现升级换代,是由航天大国迈向航天强国的关键一步。长征五号火箭的首飞成功使我国运载火箭低轨和高轨的运载能力均跃升至世界第二。

目前,长征火箭家族中备受关注的新成员——长征九号重型运载火箭,一院也正在开展关键技术深化论证工作。长征九号火箭的近地轨道运载能力预计达50吨~140吨,不仅国内第一,在世界上也是国际一流。长征九号火箭工程的实施,将进一步促进航天科技和工业发展,使我国运载火箭技术在2030年前迈入世界一流梯队。

此外,新一代运载火箭长征五号B、长征七号甲、长征八号,一院也正在研制中。

入轨精度世界一流

火箭就像太空接力的第一棒,必须跑好,才能让卫星更好地发挥作用。其中,入轨精度是评价火箭性能的一项重要指标。

在我国载人航天工程中,凡是有交会对接任务时,往往有“零窗口”的发射需求。所谓“零窗口”,就是火箭点火起飞的时间与预计时间不能超过1秒。

长二F火箭分别送神舟八号、神舟十一号飞船与天宫一号、天宫二号对接时,长征七号火箭首飞以及发射天舟一号飞船时,均是“零窗口”发射。目前,一院研制的现役火箭均具备这个能力。

不仅是载人航天,探月工程对轨道高度和入轨精度要求也很高。长三甲系列运载火箭因出色的适应能力、合理的运载能力梯度和精准的入轨精度,成为最佳选择。

长三丙火箭发射嫦娥二号时,“零窗口”发射、精准入轨,不仅为嫦娥二号节省了燃料,还为其拓展探测任务奠定了基础。

嫦娥三号探测器的奔月之旅好比“坐电梯”——一步到位。火箭需要将它送入近地点高度200公里、远地点高度38万公里的地月转移轨道。如果把火箭发射比作“打靶”,这次任务必须要打十环。

5年后,2018年12月8日,长三乙火箭成功发射嫦娥四号探测器。火箭总体主任设计师胡炜介绍,这次任务要求将嫦娥四号发射到远地点约42万公里的轨道,相比嫦娥三号任务,轨道更远、入轨精度要求更高。火箭研制人员通过多项措施,将入轨精度再次提高了30%以上。

在一次次刷新自我、突破自我中,长征火箭入轨精度迈向世界一流。

商业火箭打响“长征”品牌

截至目前,一院共完成39次46颗国际卫星的发射服务,同时完成了7颗国际小卫星的搭载发射服务,让“长征火箭”品牌闪亮世界。

1990年4月7日,长征三号火箭成功发射美国休斯公司研制的亚洲一号通信卫星。一院率先完成商业发射,长征火箭这条“中国龙”从此飞向世界。

1990年后,在市场的牵引下,一院研发了多型长征火箭,包括长二捆、长二丙/SD、长三甲、长三乙、长三丙火箭等。在1990年~1999年连续进行的国际商业发射服务中,长征火箭占到国际市场份额的7%~9%,与国外的阿里安、德尔塔、宇宙神、质子号、天顶号火箭等一同成为世界商业发射的主要运载火箭。

近年来,国际商业航天市场蓬勃发展,一院先后为老挝、白俄罗斯、阿尔及利亚等国提供了国际商业发射服务。

一院国际业务部尚辉说,当前一院正借力国家“一带一路”倡议和双边多边合作机制,积极推动国际商业航天业务发展,探索从航天制造、发射、地面到系统应用的全产业链的“一站式”服务,面向全球提供发射服务、整星出口、技术转让与培训、地面站建设等商业航天“一揽子”解决方案。

不仅如此,2015年,在老挝一号通信卫星项目中,一院首创“天地一体化+商业运营”新模式,为长征火箭拓展国际商业发射市场开辟了新思路;2018年一院发布的《2017年~2045年航天运输系统发展路线图》明确提出,商业固体运载火箭与液体运载火箭将为用户提供“太空顺风车”“太空班车”“VIP专车”等商业发射服务。

今年,一院面向小卫星发射市场专门研制的微小型固体运载火箭——“捷龙一号”将首飞,将为微小卫星的验证、星座组网和补网提供更加安全、灵活、经济、迅速的服务;长十一火箭也将开展我国首次海上发射,为我国低倾角小卫星商业发射服务奠定基础。(左秋红)