中國航天傑作 「長征五號」火箭肩負重任

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  「嫦娥五號」奔赴月球,「天問一號」遠征火星,都是中國科技和航天大事,而把這些「航天明星」托舉上天的幕後英雄,就是被暱稱為「胖五」的「長征五號」系列運載火箭;它也是中國現役運載能力最強、載貨空間最大的火箭。

長征五號運載能大幅提升 

  「長征五號」系列火箭的定位,是在未來20至30年間,滿足中國把大型衛星、探測器和太空站等有效載荷,發射到近地軌道和同步轉移軌道的中國科技任務。它在2006年正式立項研制,至2016年11月3日首次發射。

  雖然2017年7月2日,「長征五號」因為引擎問題,第二次發射以失敗告終,但它經過改進後重新上路,2020年把探測火星的「天問一號」、執行帶回月球土壤任務的「嫦娥五號」發射上天。

  另外,由「長征五號」衍生的「長征五號B」也在同年升空,把新一代載人飛船試驗船、柔性充氣式貨物返回艙試驗艙,發射到近地軌道上。

「長征五號」有此成績,總設計師李東功不可沒。1967年出生的李東畢業於北京航空航天大學,之後一直致力於運載火箭技術研究和工程實踐。(網上圖片)

  「長征五號」是中國科技打造的兩級半構型捆綁式重型運載火箭。運載火箭多是由多組引擎一級級地「疊高」組合而成,通常最部的第一級引擎最大。火箭發射時,第一級引擎先發動,燃料耗盡後就從火箭箭體脫落,第二級引擎隨之點火,繼續為火箭提供動力,如此類推。

  至於捆綁式,是指在第一級引擎周圍捆綁兩個或以上較小的助推引擎,這些助推引擎一般算作半級。「長征五號」總高約57米,相當於大約20層樓,起飛重量約870噸,近地軌道發射能力達25噸,地(球)月(球)轉移軌道也達8噸,是目前中國發射高軌道衛星主力「長征三號B」的2倍多,也正好是「嫦娥五號」的重量。 

長征五號時速超過4萬公里 

  由於推力夠大,「長征五號」還可以把「天問一號」加速到超過每秒11.2公里(時速40,320公里)的速度,直接進入離地球更遠的地(球)火(星)轉移軌道,開啟奔向火星旅程,這也是其他「長征」火箭無法做到的。

  事實上,「長征五號」的推力、運載能力等,都已達到世界水平,相關數據在現役重型火箭的級別中,已優於歐洲「阿麗亞娜」、俄羅斯「質子」和「安加拉」系列,只稍低於美國「三角洲四號」火箭。

由「長征五號」衍生的「長征五號B」於2020年5月5日首次發射升空,成功進入近地軌道。它是中國首款一級直接入軌火箭。(圖片來源:中新社)

  至於該級別火箭實力最強的,是「Tesla」老闆馬斯克旗下Space X研發的「獵鷹重型火箭」,其近地軌道發射力達到63.8噸,比「長征五號」高出近40噸。一間商業公司能有此成就,實屬驚人。

  除了「大力」,「長征五號」另一個特點就是「胖」。它的芯級直徑達到5米,比其他「長征」火箭的最多3.35米大得多,看起來是肥啫啫的,故被網友親切稱為「胖五」。芯級直徑大,「載貨空間」也更充裕,可以搭載更大尺寸的載荷。

長征五號運輸走海路 尺寸不受限 

  以往的「長征」火箭芯級直徑極限是3.35米,因為火箭從天津生產基地到發射場,要靠鐵路運輸,而鐵路受到沿線隧道、橋樑等限制,搭載貨物的寬度極限就是3.35米。地處海邊的海南文昌航天發射場啟用後,火箭改經海路運輸,3.35米的限制也不再存在。

滿載排水量9,080噸的「遠望21」,是專為運送火箭而建造的輪船,於2016年5月首次執行任務,用了6晝夜把火箭從天津運抵達海南文昌。(圖片來源:中新社)

  另外,說火箭載貨空間題,要再提「長征五號B」。「長征五號B」可說是「長征五號」的近地軌道版,它們的分別在於前者少了第二級火箭。但它沒有明顯「變矮」,實際高度只比「長征五號」少了3米。

  究其原因,是「長征五號B」用了一個高20.5米、直徑5.2米的中國最大整流罩。整流罩如此巨大,內裏載貨空間自然寬敞,這正是為了向近地軌道發射空間站核心艙和實驗艙而量身打造。

  此外,由於構建太空站涉及空間交會對接,「長征五號B」要做到「零窗口」發射的需求,發射時間精度誤差要控制在1秒以內,當中的技術難度可想而知。

  事實上,「長征五號」系列和其他「長征」火箭的技術跨度,是前所未有之大,箇中新技術比例達95%以上,絕對是航天工業的里程碑。

 

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