25日,长征七号运载火箭在海南文昌航天发射场点火升空。(拼版照片)
6月25日20时00分,我国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的长征七号运载火箭,在海南文昌航天发射场点火升空,约603秒后,载荷组合体与火箭成功分离,进入近地点200千米、远地点394千米的椭圆轨道,长征七号运载火箭首次发射圆满成功。根据任务方案,长征七号运载火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱于26日下午以弹道方式返回东风着陆场。
长征七号运载火箭首飞,是载人航天工程空间实验室飞行任务的开局之战,实现了“成功首飞”的预定目标,为后续任务打下了坚实基础。
这次发射,旨在验证长征七号运载火箭设计正确性和各项性能指标,考核海南文昌航天发射场系统执行任务能力,检验工程相关系统间的协调性和匹配性。
●长征七号技术特点有“六新”
新动力——— 火箭更“环保”。长征七号运载火箭是采用全液氧煤油的“绿色”火箭,液氧和煤油燃烧后生产二氧化碳和水,不会对环境造成污染。新的动力系统更加顺应国际潮流,火箭安全性高,发射场保障容易。
新布局——— 可靠性大幅提升。长征七号运载火箭的外形和我国现有的火箭体型差别不大,但为储存更多燃料,提供更强动力,它的助推器长约27米,接近现役火箭助推器的2倍,而这种改变需要对火箭助推器进行全新设计。传统火箭固定助推器需要两个捆绑点,而长征七号运载火箭又增加了一个捆绑点,相比现役火箭静定的捆绑方案,长征七号运载火箭载荷、捆绑装置等设计难度加大,可靠性大幅提升。
新环境——— 火箭适应性更强。长征七号运载火箭是在海南文昌新发射场发射的第一枚火箭,通过一系列技术创新克服了新型动力系统,以及多发动机并联导致的箭上和地面严酷的力、热环境;克服了海南发射场高温、高湿、盐雾、浅层风及雷电等自然环境条件带来的新挑战。同时,在设计上始终坚持“短期载货,长期载人;多种构型、全面覆盖”的原则,不仅可在海南发射,未来也可在酒泉、西昌、太原等内陆发射场发射,运载能力覆盖大多数主流卫星所需的运载能力,面向主流卫星市场,适应面更宽。型谱上,长征七号在火箭后续衍生构型更具多样性和灵活性,适应面更广。
新结构——— 第一枚全数字火箭。长征七号运载火箭采用了三维设计/制造技术,打通了从设计到制造的全三维流程(全三维协同、全三维设计、全三维制造、数字仿真试验、数字化发射服务),是我国首枚“数字化”火箭,标志着我国运载火箭迈入了全生命周期数字化的大门。同时,火箭采用了整体锻环机加成型叉形环、贮箱壁板网格平板机械铣及滚弯成型等新工艺,将进一步促进“中国制造2025”国家战略落地实施。
新体制——— 火箭更可靠。长征七号运载火箭是按照载人航天标准设计的火箭,控制系统和增压系统实现了冗余,其中控制系统采用三条1553B总线控制,基于三总线网络实现全箭信息综合、飞行控制;实现了遥、外测一体化设计,采用天基测控实现重要数据中继传输,设计可靠性更高。
新测发——— 火箭发射更简便。火箭在发射场进行的垂直总装、垂直测试、垂直转场,被称为“三垂模式”。现役火箭中采用的“三垂模式”,其箭地连接工作在技术区和发射区要进行两次,而长征七号运载火箭采用的“新三垂模式”,仅一次对接就可以完成工作,状态的一致性更好,且前端地面测发控设备在技术区进行了充分测试,转至发射区以后出现故障的概率更低,有效提高了发射可靠性,同时也避免了火箭转场后遇到恶劣天气再返回技术区的情况发生。
●将承担我国航天多类型发射任务
作为我国新一代中型运载火箭的基本构型,面向主流卫星市场,适应面更宽。中国航天科技集团运载火箭技术研究院长征七号副总设计师程堂明说,通过改型或与上面级组合,长征七号运载能力覆盖大多数主流卫星所需的运载能力,是我国未来航天发射任务的“主力军”,未来将成为在役主力火箭的“接班人”,肩负着长征火箭技术进步和更新换代的历史重任。
程堂明介绍,长征七号首飞是载人航天工程空间实验室任务的首战,它的诞生为载人航天工程提供了可靠的运输工具。完成此次首飞任务之后,长征七号未来将承担我国首个空间货运飞船——— 天舟一号的发射,为我国长期有人照料的空间站搭建起“天地运输走廊”。
“到2020年,载人航天工程中很多任务将由长征七号来承担。”程堂明进一步解释说,长征七号是为空间站工程研制的全新一代无毒无污染运载火箭,前期执行发射货运飞船任务,后续将执行发射新型载人飞船的任务。
据介绍,长征七号主要用于发射近地轨道太阳同步轨道有效载荷,将近地轨道运载能力提升至13.5吨,运载能力和现役火箭相比,提高了近50%,极大地提高了我国近地轨道运载能力水平。
●将用于对在轨航天器进行气液补给
中国载人航天工程办公室副主任武平说,长征七号搭载了在轨加注实验装置,用于在空间轨道上为卫星、空间站等航天器进行气、液补给,延长航天器的工作寿命。
另外,我国首艘货运飞船将于2017年4月由长征七号运载火箭发射升空。
武平说,为充分发挥长征七号运载火箭首飞的综合效益,综合统筹有关需求,我们组织安排了远征1A上面级、多用途飞船缩比返回舱、遨龙一号空间碎片主动清理飞行器、天鸽飞行器(2个)、在轨加注实验装置和翱翔之星立方星等6项7个载荷。
远征1A上面级本身也是一种航天器,具有独立自主飞行、多次启动、长时间在轨等特点,由长征七号运载火箭发射进入地球轨道后,能将其他有效载荷从某一轨道送入其他轨道或空间位置。
多用途飞船缩比返回舱采用返回舱加过渡段的两舱构型,外形为全新的倒锥形。试验的主要任务是获取返回舱飞行的气动力和气动热数据,验证可拆卸防热结构设计,为后续新型载人飞船的论证设计和关键技术攻关奠定基础。
遨龙一号空间碎片主动清理飞行器将在前期技术研究和地面试验的基础上,以模拟的空间碎片为目标,验证碎片清除关键技术,任务结束后进行钝化处理。
这次搭载的2个天鸽飞行器,将开展在轨信息中继技术试验,也可以作为信息中转站,进行天地信息传输。
在轨加注实验装置的作用类似于“空中加油机”,用于在空间轨道上为卫星、空间站等航天器进行气、液补给,延长航天器的工作寿命。
翱翔之星立方星采用标准立方星理念设计,在轨工作寿命1年,将开展地球重力场测量、空间抗辐射实验以及自然偏振光导航技术验证等一系列创新实验。综合新华社
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