郑华国 https://jbk.39.net/yiyuanfengcai/ys_bjzkbdfyy/791/yuyue/4月29日，我国计划修建的空间站“天和”核心舱在文昌航天发射场点火发射。其重量高达20吨，是目前中国最大、最复杂的航天器。它搭载的是长征五号B遥二运载火箭，被网友取了一个可爱的外号“胖五”。这次发射成功让人非常兴奋，这意味我国星辰大海的征程又向前迈进了一步。长5B代表了我国目前运载火箭的最高水平，它的运载能力非常强大，在近地轨道可以承担25吨负重。和世界上顶尖的运载火箭相比，它和美国的猎鹰-9、俄罗斯的质子-M、德尔塔-IV、阿丽亚娜-5型等重型火箭的运载能力相当，代表我国航天领域的科技水平已经进入到世界第一梯队。从技术上来看，它突破了多个难题，是全世界在役火箭中唯一的“一级半”构型直接入轨的火箭。这里得解释一下这项技术有多厉害。通常火箭分成了单级和多级，助推器表示为半级，多级火箭运行起来需要各个发动机不断关闭并和燃料箱一起脱离火箭，简单说就是卸掉包袱、总重量越来越轻，从而获得加速度。分离过程非常容易出现故障，可能会追尾或碰撞，对系统控制的精确度要求很高。而一级半则是从点火到入轨一气呵成，中途不用不停地减小负重，系统运行会更加稳定可靠。一级半直接入轨看起来简单，但是技术要求很大，需要同时满足推力大和精确入轨两个要求，主要对发动机的要求很高。我们攻克了这个技术难题，起飞质量吨，起飞推力可以达到吨。使用两个发动机，助推器采用液氧煤油发动机，可以满足推力大的要求，点火后获得很大的加速度；一级火箭采用了氢氧发动机，比冲更高，可以提供高效的速度增量。当点火发射升空以后，助推器让火箭飞到距离地面70公里的位置时就关闭并分离了，剩下的路程由一级火箭发力，最终把“天问”核心舱送到预定的近地轨道。这样的设计在地面就能完成所有发动机点火，高空中不用关闭、启动发动机，减少了发生故障的概率。火箭的整体造型也很有讲究，采用了更长的整流罩，全长20.5米，比12.3米的长五还多了8米，整体相当于7层楼高，是目前我国尺寸最大的整流罩。它专门为空间站核心舱和实验舱而设计，巨大的整流罩可以很好地保护核心舱。外形采用了冯·卡门曲线的流线型，能在最大程度上降低空气阻力，减轻由此产生的载荷。其实整流罩越大，就意味着分离越难，但是航天工程师们经过多次试验后，采用了旋转式分离，无论是对接的准确性，还是分离的安全性都能得到保障。地面发射方面的技术也实现了突破，由于这是低温火箭，发动机燃料用的是液氢和液氧，温度可以达到零下多摄氏度，意味着加注低温的推进剂比常温火箭要困难很多。“零窗口”发射意味着点火时间和发射时间之间偏差不能超过1秒，有利于在太空中更加精确地交会对接。这种发射方式要求在点火之前就完成各种系统的准备和检验工作，难度非常大。技术团队改进了控制系统，把误差限制从1秒增加到1分钟，也就是说起飞与预定时间之间误差可以在±1分钟之内，并且飞行过程中可以修正偏差。说完了几个已经克服的技术难题，大家可能还是对长五B火箭没有什么概念，这里把它和长征五号做个对比。长五B是在长五运载火箭的基础上改进而来的，研究思路大致一样，采用了一些相似的技术，比如大推力液氧液氢发动机、系统冗余控制等。两者也有不同之处，执行任务不一样，前者负载重、距离近，主要向地球附近约～公里的近地轨道运载东西，完成空间站建设；后者负载轻但跑得远，运送高轨道卫星和深空探测器，目前已经完成了“嫦娥五号”探测器、“天问一号”火星探测器等任务。发射核心舱只是一个开始，未来长五B还会载着两个实验舱升空，并完成空间站建造，长七会发射天舟货运飞船，长二F负责航天员乘坐的神舟飞船。预计年空间站会建造完成，我国航天事业会更进一步。
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