刊登日期 : 11/12/2020
“嫦娥五号”奔赴月球,“天问一号”远征火星,都是中国科技和航天大事,而把这些“航天明星”托举上天的幕后英雄,就是被昵称为“胖五”的“长征五号”系列运载火箭;它也是中国现役运载能力最强、载货空间最大的火箭。
长征五号运载能大幅提升
“长征五号”系列火箭的定位,是在未来20至30年间,满足中国把大型卫星、探测器和太空站等有效载荷,发射到近地轨道和同步转移轨道的中国科技任务。它在2006年正式立项研制,至2016年11月3日首次发射。
虽然2017年7月2日,“长征五号”因为引擎问题,第二次发射以失败告终,但它经过改进后重新上路,2020年把探测火星的“天问一号”、运行带回月球土壤任务的“嫦娥五号”发射上天。
另外,由“长征五号”衍生的“长征五号B”也在同年升空,把新一代载人飞船试验船、柔性充气式货物返回舱试验舱,发射到近地轨道上。
“长征五号”是中国科技打造的两级半构型捆绑式重型运载火箭。运载火箭多是由多组引擎一级级地“叠高”组合而成,通常最部的第一级引擎最大。火箭发射时,第一级引擎先发动,燃料耗尽后就从火箭箭体脱落,第二级引擎随之点火,继续为火箭提供动力,如此类推。
至于捆绑式,是指在第一级引擎周围捆绑两个或以上较小的助推引擎,这些助推引擎一般算作半级。“长征五号”总高约57米,相当于大约20层楼,起飞重量约870吨,近地轨道发射能力达25吨,地(球)月(球)转移轨道也达8吨,是目前中国发射高轨道卫星主力“长征三号B”的2倍多,也正好是“嫦娥五号”的重量。
长征五号时速超过4万公里
由于推力够大,“长征五号”还可以把“天问一号”加速到超过每秒11.2公里(时速40,320公里)的速度,直接进入离地球更远的地(球)火(星)转移轨道,开启奔向火星旅程,这也是其他“长征”火箭无法做到的。
事实上,“长征五号”的推力、运载能力等,都已达到世界水平,相关数据在现役重型火箭的级别中,已优于欧洲“阿丽亚娜”、俄罗斯“质子”和“安加拉”系列,只稍低于美国“三角洲四号”火箭。
至于该级别火箭实力最强的,是“Tesla”老板马斯克旗下Space X研发的“猎鹰重型火箭”,其近地轨道发射力达到63.8吨,比“长征五号”高出近40吨。一间商业公司能有此成就,实属惊人。
除了“大力”,“长征五号”另一个特点就是“胖”。它的芯级直径达到5米,比其他“长征”火箭的最多3.35米大得多,看起来是肥啫啫的,故被网友亲切称为“胖五”。芯级直径大,“载货空间”也更充裕,可以搭载更大尺寸的载荷。
长征五号运输走海路 尺寸不受限
以往的“长征”火箭芯级直径极限是3.35米,因为火箭从天津生产基地到发射场,要靠铁路运输,而铁路受到沿线隧道、桥梁等限制,搭载货物的宽度极限就是3.35米。地处海边的海南文昌航天发射场启用后,火箭改经海路运输,3.35米的限制也不再存在。
另外,说火箭载货空间题,要再提“长征五号B”。“长征五号B”可说是“长征五号”的近地轨道版,它们的分别在于前者少了第二级火箭。但它没有明显“变矮”,实际高度只比“长征五号”少了3米。
究其原因,是“长征五号B”用了一个高20.5米、直径5.2米的中国最大整流罩。整流罩如此巨大,内里载货空间自然宽敞,这正是为了向近地轨道发射空间站核心舱和实验舱而量身打造。
此外,由于构建太空站涉及空间交会对接,“长征五号B”要做到“零窗口”发射的需求,发射时间精度误差要控制在1秒以内,当中的技术难度可想而知。
事实上,“长征五号”系列和其他“长征”火箭的技术跨度,是前所未有之大,个中新技术比例达95%以上,绝对是航天工业的里程碑。