这次ldquo大火箭rdquo飞

　　7月23日12时41分，长征五号遥四火箭在海南文昌发射场点火起飞，将我国首次火星探测任务“天问一号”探测器送入地火转移轨道，迈出了我国行星探测的第一步。

“大火箭”首次应用性发射

▲长征五号遥四火箭

　　长征五号火箭创新难点多、技术跨度大、复杂程度高，代表了我国运载火箭科技创新的最高水平，是我国由航天大国迈向航天强国的重要标志。

　　长征五号火箭副总设计师娄路亮介绍，此前，长征五号火箭共飞行了3次、长征五号B火箭飞行了1次，都属于研制性发射，而这次是“大火箭”首次应用性发射。研制性发射的主要目的是验证火箭设计方案的正确性，应用性发射的主要目的是将航天器送入预定轨道。

　　长征五号和长征五号B火箭“两兄弟”一个飞得更远、一个力气更大，这次任务应用的是擅于“跑长途”的长征五号火箭。长征五号系列火箭的前4次飞行试验，已经基本对后续探火、探月任务中用到的关键技术都进行了重点验证，确保发射成功。

飞出“第二宇宙速度”

▲第一、第二宇宙速度示意图（来自网络）

　　此次发射的火星探测器总重超过5吨，比“嫦娥四号”月球探测器重了1吨多，是目前我国发射的最重的深空探测器。与火箭分离后，它还要历经长途跋涉才能到达火星附近。而与火箭分离时，它的速度只有足够快，才能够挣脱地球引力，飞向太阳系，火箭的速度直接决定了火星探测器的速度。

▲垂直转运

　　娄路亮介绍，以往发射的载荷基本在地球轨道范围内，分离时达到第一宇宙速度，即7.9千米/秒。而这次发射，火星探测器要到太阳系的行星轨道上，长征五号火箭在分离时的速度达到了第二宇宙速度，即11.2千米/秒，将“天问一号”送入近地点高度超过公里的地火转移轨道，这也是我国运载火箭飞行的最快速度。

　　这样的话，火星探测器在奔火的途中，飞行速度也会更快，就能够早日到达了。

　42条轨道移动“打靶”

▲从技术区转入发射区

　　以往的任务，一枚火箭，有一条轨道就行了，而长征五号遥四火箭有42条，这在中国航天发射史上从来没有过。为什么需要这么多的轨道？长征五号火箭技术人员刘秉介绍，这是由于地球和火星飞行速度不同，相对位置在不断发生变化，为了保证火星探测器能精确入轨，让它更省力气，研制人员为长征五号火箭发射轨道进行了精细化的“窄窗口多频道”设计。

　　刘秉打了一个形象的比方：“如果把发射比作‘打靶’，这次‘打靶’打的是移动靶，火箭不是一直瞄准一个固定的入轨目标，而是要随着时间的推移，变换不同的轨道。”

　　从7月23日到8月5日，连续14天，每天都有30分钟的发射窗口，每10分钟，长征五号火箭就有一条不同的轨道，每天3条轨道，14天共42条。

　　随着地球和火星相对位置的变化，长征五号火箭会选择不同的飞行轨道，将偏差控制在最小范围内。

▲器罩组合体转运

　　42条轨道，若还需要设计人员手动选择，将会导致手忙脚乱，很容易出错。意想不到的是，设计师已经让“大火箭”实现了飞行轨道的自动切换，飞行轨道的选择并不用人工操作，而是由长征五号火箭“自己做主”。每到一个发射窗口，它会自动切换轨道，找到最佳的飞行轨道后，告诉地面人员，然后带着“天问一号”起飞，送它去火星。

　错过发射窗口要再等两年

　　火星，是太阳系中离地球较近的行星。由于公转轨道的不同，火星与地球最近的距离约有万公里，最远则高达4亿公里。它们就像田径场上的两名运动员，沿着两条相邻的跑道，绕着太阳奔跑。火星在外圈，地球在内圈。因此，火星上的一天比地球也要略长一点，火星的1年约是地球的1.8年。

▲地球、火星绕太阳公转示意图（来自网络）

　　娄路亮介绍，年，有短短几周时间，太阳、地球和火星成一条直线。这时，地球与火星之间的距离最短，而这种情况要再次出现恐怕要等26个月了。也就是说，如果长征五号火箭错过了今年七八月份的发射窗口，就要等到年。

　　因此，今年5月5日长征五号B火箭首飞任务的同时，研制队伍也在紧锣密鼓开展火星探测任务的准备工作，包括火箭总装总测、出厂前的状态确认、第一时间分析长征五号B火箭飞行结果，确认火箭是否需要改进，从而在长征五号遥四火箭上举一反三；白天晚上两班倒，赶在探火任务之前把地面设备全部恢复好……

一次发射，实现三个目标

▲整流罩装配

　　如今，火星探测器已经开始了它的奔火之旅，约飞行7个月后到达火星附近，然后被火星引力捕获。而到了火星，它都干些什么呢？

　　按照工程计划，“天问一号”火星探测任务拟通过一次发射实现“绕、落、巡”三个工程目标。“天问一号”到达火星后，会开展火星环绕和着陆巡视，开展火星全球性和综合性探测，并对火星表面重点地区进行精细巡视勘察，这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的。

15个月5次发射

“大火箭”迎来高密度发射

　　送完“天问一号”之后，长征五号火箭还将探月。近两年，“大火箭”也是非常忙碌。

　　年12月27日，长征五号遥三火箭发射成功；年5月5日，长征五号B火箭首飞成功；年7月23日，长征五号火箭成功发射火星探测器。

▲火箭吊装

　　娄路亮说，预计到明年初，长征五号系列火箭还将有两次发射任务。其中，年底前，长征五号火箭还将把“嫦娥五号”月球探测器送上太空，实现对月球表面的采样返回；明年年初，长征五号B火箭将发射空间站核心舱。15个月间5发任务，“大火箭”已迎来高密度发射。

监制：方慧

视频：王磊

文稿：左秋红

图片：史啸张森宇

美编：孙莹