第三步仰仗“大个头”火箭

　　

6月9日，甘肃省酒泉市，酒泉卫星发射中心，神舟九号飞船、长征二号F遥九火箭组合体进行转运。　

　　根据中国航天事业“三步走”的规划，在完成了无人和载人飞船项目后，多人多天飞行、航天员出舱和小型空间站天宫一号与神舟八号、九号、十号对接，都是第二步。第三步，则是建成长期稳定运行有人照料的空间站，建成中国的空间工程系统，航天员和科学家能够往来于地球和空间站。

　　无论是首次载人交会对接成功，还是女航天员的靓丽飞天，都是中国载人航天事业第二步计划的组成部分。而如果想要实现第三步，从目前来看，必须突破火箭技术的极限，生产出能够将20吨级大型舱段发射到近地轨道的大推力火箭。大推力火箭不仅在载人航天领域急需，在7吨左右的东方红五号大型通信卫星以及探月计划三期的大型取样返回月球探测器的发射上，也急需此类火箭。

　　从中国运载火箭技术研究院传出的消息是，我国大推力火箭长征五号，正有条不紊地进行研发，其运载能力将比目前使用的长征二号提升一倍。据公布的数据显示，长征二号运载能力约8.5吨，可见长征五号预计运载能力接近20吨，与美国宇宙神5(Atlas V) 551大型运载火箭实力相当。长征五号预计2014年首发。

 

换心长力气

 

　　细心的爱好者会发现，去年9月天宫一号空间实验室发射，采用经过改进的长征2号火箭，具体型号长征二号F/G，字母“G”是“改”字汉语拼音的首字母，表示长征2F/G火箭在长征2F基础上作了少许改进，主要是助推器略微加长，改用双激光惯组主从冗余，运载能力略有提高。天宫系列空间实验室的发射重量在8.5至9吨之间，长征2F/G已够用。本次神九飞船发射，仍然采用长征二号F运载火箭，从中国运载火箭技术研究院传出的消息是，与发射神舟八号飞船的火箭相比，这枚火箭进行了数十项技术状态更改，进一步提高了可靠性和安全性。

　　未来，当天宫三号发射后，需要与货运飞船对接，进行货运补给试验。以天宫系列空间实验室为基础设计的货运飞船，上行货运能力达到约6吨，飞船总重量约13吨，明显超出现有长征2F/G火箭约9吨的运载能力。因此，中国计划研制新一代的长征2F/H运载火箭来发射货运飞船，“H”是“换”字的首字母。长征2F/H比起长征2F，主要是把火箭的心脏部件——偏二甲肼-四氧化二氮发动机，换为与未来大推力火箭长征5号配套的YF-100液氧煤油发动机，电气系统和地面测发控系统也将使用一体化设计。YF-100液氧煤油发动机推力比以往的发动机大，使得长征2F/H火箭的运载能力提高到13吨左右，满足发射货运飞船的需求。另外，推进剂改为液氧煤油，取代剧毒的偏二甲肼-四氧化二氮，对环境保护也大有好处。

　　当然，相比被中国航天人口头称为“大火箭”的长征五号，长征二号再怎么改型换心，依然是小个头。

 

正在孕育中

 

　　有关专家向《新民周刊》透露，目前，承载本次载人交会对接任务的长征二F遥九火箭组合体，仍系长征二号系列火箭，故而即使本次仍有技术改进，其运载能力仍不超过9吨。根据中国载人航天三步走计划，未来必须要将更大的空间站发射到太空。中国的新型火箭研制工作，正在天津有条不紊地进行中。

　　早在2010年的世界月球会议上，中国运载火箭技术研究院副院长鲁宇就曾披露，中国即将于2014年首发“长征五号”火箭，其运载能力将比之前的火箭提升一倍。

　　5月17日，在酒泉卫星发射中心，长征二号F火箭遥九发射队召开神九发射动员会。恰在此前，4月23日，从中国运载火箭技术研究院传出消息——长征五号首个5米直径一级氢箱完成箱体焊接X光检测，结果显示，焊接质量优良，满足液压测试的强度等等技术指标，能适应静力件力学的性能测试要求，这标志着长征五号的制造能力已基本形成。

　　据《新民周刊》了解，未来载重达20吨左右的长征五号，正在孕育中。5月31日，随着“点火”指令下达，伴随着震耳欲聋的巨响，长征五号运载火箭助推器试验件内侧红色火焰一闪，试验件以优美的姿态分离至预定位置。至此，长征五号运载火箭助推器大型分离试验圆满完成。这标志着“大火箭”初样研制阶段最重要的大型地面试验之一获得圆满成功。

　　该试验主要验证了模拟助推火箭在火箭飞行过程中能否安全分离，并验证了分离系统设计的正确性和系统工作的可靠性。北京强度环境研究所专家认为：“这对未来大推力火箭的安全发射来说，是相当重要的一个环节。”《中国航天报》如此披露：“火箭分离试验系统由试验塔架、测量系统、发火系统、回收系统组成。试验前，火箭助推器试验件如小巨人般巍然矗立。助推器试验件高20余米、停点火重量10余吨、主传力捆绑机构设计载荷和分离体重量是现役长征捆绑型火箭助推器的数倍。同时，助推器的捆绑传力方案采用了创新的设计，进一步提高了火箭的运载能力。”

　　6月4日，从中国运载火箭技术研究院再次传出消息，经过14个小时的连续施工，高达93米的天津新一代运载火箭研制基地标志性建筑——“长征五号”全箭振动试验塔正式封顶，是为亚洲最高的火箭振动试验塔。

　　国家航天局官网如此评价：“全箭振动试验塔主要用于长征五号火箭全尺寸振动试验，为火箭的飞行姿态控制设计提供基础数据和试验验证支撑。根据设计规划，该振动试验塔建高93米，是天津新一代运载火箭研制基地地标性建筑，也是目前天津经济技术开发区西区最高的建筑。”有关技术人员介绍说，该塔建成后，是世界少数几个大规模的火箭振动试验设施之一。

　　其实，早在今年初，在中国运载火箭技术研究院长征五号火箭2012年研制工作会上，有关方面就提出，大火箭后续研制工作要做到一个实现、两个确保；实现按节点顺利完成转段，确保首飞节点不动摇，确保运载能力不动摇。

　　2012年，大火箭研制目标是，完成以静力试验等大型试验用结构产品为代表的初样产品生产；完成助推器分离试验、电气系统匹配与电磁兼容试验等36项大型地面试验为代表的各项初样研制试验。

　　如此看来，中国正在研制的新一代无毒无污染重型运载火箭系列长征五号的2014年首飞，是能够保证的。

 

“靠水吃水”

 

　　对于目前火箭发射选址酒泉，比较靠谱的解释是——当年出于保密、军事需要，而将之设在西北祖国版图的腹地。现在的火箭最大直径3.3米，走铁路运输，钻个山洞啥的，问题不大。未来的大推力火箭，直径达到5米以上，无法钻进山洞。将发射场放到海边，今后就可以实行海运。

　　“待到大推力火箭研制成功后，连续发射八九个大推力火箭，就能在太空建造一座大型的空间站，运行寿命也将大大提高。到时候，可以说我们就能够领到太空常驻的‘户口本’了。”上海航天局专家此言，透露出未来，我国大推力火箭的发射场，将选址海南文昌。它将褪去神秘色彩，欢迎游客参观。放在海边，另一方面，也处于安全保障方面的考量。海边取水容易，万一火箭发射出现意想不到的状况，将“靠水吃水”。

　　“靠水吃水”的另一层含义，也能理解为商业发射。早在20世纪80年代，中国长城工业公司就曾经为国外客户进行火箭商业发射。值得关注的是，美国私人发射服务商开始介入到商业发射服务中，例如太空探索公司“猎鹰”9火箭发射价格是5000万美元，与发射价格为9000万到1亿美元的俄罗斯“质子号”火箭运载能力近似。今年5月31日，美国太空探索技术公司发射的“龙”号无人驾驶货运飞船离开国际空间站，返回地球，是为私人公司进入航天发射领域，为美国国家航天局打工的初体验。未来，这是否会成为航天领域资本、运转模式的风向标，还有待观察。■