点火的声音还在戈壁滩上久久回响,长征四号乙运载火箭已带着“老搭档”风云卫星穿过风云,从酒泉卫星发射中心奔向了预定轨道。
并肩前行,运载能力一路提升
此次任务是长征四号系列运载火箭第10次执行风云卫星的发射任务,恰逢风云系列第20颗卫星。
长四火箭由航天科技集团八院抓总研制,主要承担太阳同步轨道卫星与倾斜圆轨道卫星的发射任务,包括长征四号甲、长征四号乙和长征四号丙火箭3个型号,均为常温液体推进剂三级运载火箭。
首飞35年来,长四火箭一共执行了4颗风云一号的任务,6颗风云三号的任务。
1988年9月7日,长征四号甲火箭首飞,成功将中国首颗试验气象卫星——风云一号A星送入太阳同步轨道,中国成为世界上第三个能够独立发射太阳同步轨道卫星的国家。此后,该型火箭又把风云一号B星送入预定轨道。
为了满足发射尺寸和质量更大卫星的需要,长征四号甲火箭升级改进成为长征四号乙火箭,实现多项技术状态改进,先后圆满完成了风云一号C星和D星任务。
随着风云三号系列卫星重量和轨道要求持续提升,长四乙火箭又改进升级为长四丙火箭,增加了三子级发动机二次启动能力,解决了当时运载火箭能力提升的迫切需求。
“风云气象卫星对长四火箭来说意义重大。长四火箭几次大的技术产品状态改进,都是和风云气象卫星任务结合在一起的。风云气象卫星任务对长四火箭的技术改进和可靠性提升给予了很大的支持和帮助。”作为长四火箭总设计师,汪轶俊肯定了长四火箭与风云卫星几十年共成长的重要历程。
此次火箭搭载的是我国首颗降水测量专用卫星——风云三号G星。G星入轨精度要求更高,为此长征四号乙火箭也特别优选了惯性测量器件。
带着4台/套业务载荷的G星不仅重达3500多公斤,体积也比较大。为了克服卫星增重带来的一些影响,研制团队特意对火箭与卫星的连接分离机构——包带进行了改进,将包带上夹块的夹角进行调整,借此提高包带的承载能力,提高连接可靠性,将卫星牢牢固定在“座位”上。
优化管理,应对密集发射能力提升
4月的戈壁滩一如既往苍凉悲壮、荒无人烟,但风、雨、雪各种天气总是说来就来,有时还会结伴突袭。
对长征四号乙火箭来说,这次还面临着同一发射塔架执行任务间隔时间很短的情况。本次任务的发射塔架在3月31日刚执行完任务,距离本次任务只有16天。这意味着试验队发射场工作周期更短,工作流程也要随之优化。
火箭转场当日突然下起雪。为确保任务计划不受影响,在对产品采取保护措施后,一切按原计划实施。转场开始后,风雪有所变大,从小雪到中雪,偶尔还夹杂了小冰雹。复杂的气候环境变化给试验队员的操作带来很大的风险。
试验队员介绍,火箭是做了防雨雪处理的,所以火箭本身没有什么问题。但这种风雪交加的恶劣条件很容易影响试验队员的操作质量。火箭的吊装、起竖、对接等各项操作不可逆,不能有任何失误,如果没有连接到位,将有可能直接影响产品安全。
即使当时气温已至零下,为了确保操作可靠,避免行动不灵活而出现失误,试验队员们只穿着单薄的进舱服和平底鞋,不戴手套进行操作,最终按原计划顺利完成全部转场工作。
航天科技集团2023年计划安排60余次宇航发射任务,长四系列火箭将继续承担10发左右的任务。从2021年开始,长四火箭任务量都是保持在年均10发左右,此次是长四火箭今年的第三次任务。
为了适应高密度发射常态化趋势,八院不断探索创新,对科研生产管理模式进行优化。2021年,长四火箭率先在进场队伍中尝试实现测发队伍专职化。进入高密度发射以后,队伍的人员组成、时间安排、工作节奏其实都相对固化。专职测发队的成立可以提高工作效率、降低成本,打破各单位间管理不畅、调控复杂等问题,同时还能让科研人员将更多精力投入产品设计本身。
专职测发队主要承担火箭系统指挥、箭上操作岗位、地面测发控系统岗位等工作。经过2年的试验和磨炼,专职测发队已经从长四火箭走向八院多个火箭型号。
但是,专职测发队更加年轻化、经验不足也是长四火箭当时面临的一个现实问题。为此,长四火箭用将近2年的时间为各个岗位制定了岗位说明书。岗位说明书由设计师结合既往案例和操作经验编写,测发队再结合实践不断整理完善,最终形成一份自身更容易理解的岗位说明书,帮助测发队理解工作内容的基本原理,减少误操作的可能性。
高密度发射既推动火箭测试操作流程进一步优化,也磨炼着试验队员的应对能力。对此,汪轶俊说:“火箭的任务都是一发接一发。我们要先做好眼下这一发任务,再继续全力迎接下一发。”(顾航瑜)