九天再迎“中國宮”--寫在中國空間站天和核心艙發(fā)射成功之際
2021年4月29日,中華民族的問天長歌,又奏響了新的樂章。
11時23分,中國文昌,長征五號B遙二運載火箭搭載著中國空間站天和核心艙,在海天之間留下一道長長尾焰,飛向太空。
12時36分,天和核心艙發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
中國空間站建設(shè)首戰(zhàn)告捷!這也意味著,自2019年7月19日天宮二號從太空返回地球家園后,浩瀚太空再次迎來“中國宮”.
更重、更大、更硬核
如果說長征五號運載火箭是個“胖子”,那么長征五號B運載火箭就是“矮胖子”.重,是“胖子兄弟”的共同特征。
作為專門為載人航天工程空間站建設(shè)研制的新型運載火箭,長征五號B全箭總長約53.7米,比長征五號矮了約3米、輕了約20噸,但力氣更大,一次能送超過22噸的載荷,是目前中國近地軌道運載能力最大的火箭。
↑搭載著中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點火升空。新華社記者琚振華 攝
2020年5月5日,長征五號B火箭首飛成功,使我國重型運載火箭的技術(shù)水平躋身世界第一梯隊。
這個“矮胖子”有一個巨碩的整流罩,人送雅號“大腦袋”,長達20.5米,直徑5.2米,躺下有一節(jié)動車車廂那么長,豎起來有6層樓那么高,差不多占了全箭長度的五分之二,是迄今為止我國最大的火箭整流罩。
這樣的設(shè)計,是為天和核心艙“量身定制”的。作為中國目前最大的航天器,天和核心艙長16.6米,最大直徑4.2米,起飛質(zhì)量22.5噸。裝進火箭整流罩里,像坐進了飛機的頭等艙一樣舒適。
為了將又重又大的天和核心艙送入預(yù)定軌道,長征五號B火箭捆綁了4個火箭推進器,采用大直徑箭體結(jié)構(gòu)研制、大推力液氧液氫發(fā)動機技術(shù)、大推力液氧煤油發(fā)動機技術(shù)、大推力直接入軌技術(shù)、大型活動發(fā)射平臺技術(shù)等一系列的核心“大”技術(shù)。每一個“大”字背后,都有硬核的技術(shù)支撐。
體積越大就意味著整流罩在分離時的彈性變形越大,所需要的分離能源越大。6層樓高的整流罩采用流線型的馮·卡門曲線外形,可以更好地減小空氣阻力,減輕載荷影響,分離也更安全可靠。
天和核心艙入軌時,相當于一輛高速行駛的火車突然剎車,還要穩(wěn)穩(wěn)??吭谥付ㄎ恢谩Q兄茍F隊從入軌姿態(tài)控制、入軌精度控制、分離安全控制三個方面開展大推力直接入軌關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),滿足了對姿態(tài)控制和制導(dǎo)精度控制的指標。
↑搭載著中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點火升空。新華社記者琚振華 攝
此外,“零窗口”發(fā)射技術(shù)的成功應(yīng)用,為分秒必爭的交會對接任務(wù)爭取出寶貴的±1分鐘,助力空間站艙段在太空中實現(xiàn)順利“牽手”.可靠性更高的解鎖技術(shù)和一系列的減振降噪技術(shù),把艙箭分離時巨大的分離沖擊降到最小,使得天和核心艙“到站”以后,可以輕松優(yōu)雅地從整流罩里“下車”,減少長途顛簸造成元器件損壞。
作為目前世界在役火箭中唯一一級半直接入軌的火箭,長征五號B火箭所有發(fā)動機的點火都在地面完成,無須進行級間分離、高空發(fā)動機啟動等動作,降低了故障發(fā)生的概率。
一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破和應(yīng)用,使火箭和核心艙不僅降低研制成本,也提升了可靠性和任務(wù)適應(yīng)性,正如長征五號B運載火箭總體副主任設(shè)計師李平岐所說:“這是基因自帶的高可靠性。”
問天、問月、問星河
如果說敦煌壁畫上的飛天、神話故事中的嫦娥,僅是一個民族的夢想,那么,今天的載人航天、北斗系統(tǒng)、探月工程、火星探測,則是中國人的圓夢之旅。
21世紀的今天,中國人不僅實現(xiàn)了北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的全球組網(wǎng)、火星探測器成功實施火星捕獲,還成功從月球上帶回了“土特產(chǎn)”.
在載人航天領(lǐng)域,從無人到載人,從一人一天到多人多天,從艙內(nèi)實驗到太空行走,從單船飛行到組合體穩(wěn)定運行,中國航天人走得艱難而穩(wěn)健。
↑搭載著中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點火升空。新華社記者琚振華 攝
自1999年發(fā)射神舟一號以來,載人航天工程已先后組織實施17次重大飛行任務(wù),完整掌握了天地往返、出艙活動、交會對接載人航天三大基礎(chǔ)性技術(shù),取得了舉世矚目的成績。
如果說當年發(fā)射東方紅一號,是中國航天與太空的初戀,今天的天和核心艙入軌,則是中國航天在太空安家。
前者稚嫩而終生難忘,后者理性而思慮周全。
中國空間站以天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三艙為基本構(gòu)型。核心艙,顧名思義,是空間站最核心、最重要的組件。
天和核心艙分為大柱段、小柱段、資源艙、節(jié)點艙和后端通道,設(shè)置了3個對接口和2個停泊口,內(nèi)部空間有50立方米,可以滿足3名宇航員在軌長期駐留和開展科學(xué)實驗。
天和核心艙入軌后,還將有問天、夢天兩個實驗艙擇機發(fā)射升空,與天和實現(xiàn)對接??臻g站組建完成后,體量將達到100噸,天和的兩個泊位,可以靠泊貨運飛船和載人飛船。
↑搭載著中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點火升空。新華社記者琚振華 攝
在成功發(fā)射空間站核心艙后,長征五號系列火箭已經(jīng)成功完成了5次重量級發(fā)射任務(wù),實現(xiàn)了在16個月間的“五連勝”,包括火星探測器和月球探測器。萌萌的“胖五”已成為新一代運載火箭中首個進入高密度發(fā)射的型號。
特別是在2020年,面對新冠肺炎疫情挑戰(zhàn),中國航天人把“向天圖強再立新功、航天報國再創(chuàng)奇跡”當成信仰,一共進行了39次地面發(fā)射任務(wù)和1次月面發(fā)射。
這些輝煌的背后,是無數(shù)中國航天人的汗水和心血,他們勇開“頂風(fēng)船”,敢啃“硬骨頭”,有的一年出差天數(shù)達到了250多天,有的常年駐守在孤島、高山上的測控站,搞了一輩子航天,也未曾目睹一次火箭的騰飛。
新質(zhì)、新局、新長征
天和核心艙發(fā)射成功后,航天科技集團一院總體設(shè)計部設(shè)計師黃虹就要正式退休了??粗L征五號系列火箭從方案階段到漸漸成型的她,其實早已達到退休年齡。
1992年,黨中央作出實施載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略。建造空間站、建成國家太空實驗室,是實現(xiàn)“三步走”戰(zhàn)略的重要目標。如今,天和核心艙發(fā)射成功,標志著我國空間站建造進入全面實施階段,為后續(xù)任務(wù)展開奠定了堅實基礎(chǔ)。
↑搭載著中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點火升空。新華社記者琚振華 攝
從1992年到2021年,29年是一代人的青春,也是漫漫征程中的一瞬。黃虹就是一代航天人的代表。
“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻”,29年來,一代代航天人就是靠這樣的精神,團結(jié)協(xié)作,刻苦攻關(guān),接力傳承,形成了一支勇攀科學(xué)高峰的新質(zhì)力量,創(chuàng)造了一個接一個的新奇跡。載人航天精神,也成為中國人極為寶貴的精神財富。
“80后”柏林厚已經(jīng)走上了中國空間站系統(tǒng)副總設(shè)計師的崗位。在他看來,自己已經(jīng)是一名老同志,身邊一群“90后”已經(jīng)成為主力隊員。
按計劃,我國空間站將于2022年前后完成建造,一共規(guī)劃12次飛行任務(wù),包括3次空間站艙段發(fā)射、4次貨運飛船發(fā)射以及4次載人飛船發(fā)射等。
密集的發(fā)射任務(wù)讓柏林厚感到壓力很大,“這就需要大家發(fā)揚傳統(tǒng),克服困難。”
↑搭載著中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點火升空。新華社記者楊冠宇 攝
嚴格落實載人航天工程質(zhì)量標準,把所有問題和隱患解決在地面,新一代航天人正在不斷刷新中國航天高度。
天和核心艙發(fā)射成功,更多的航天人沒有時間歡慶。在他們看來,核心艙的發(fā)射成功僅僅才是開始,是階段性的勝利。
載人航天工程總設(shè)計師周建平坦言,還有很多關(guān)鍵技術(shù)需要解決和突破。比如,宇航員在空間站長期駐留期間的用水問題等。
“每一項都是很大的挑戰(zhàn)。”周建平說,需要集中全國高等院校、科研院所、工業(yè)部門的優(yōu)勢力量攻關(guān)。在他看來,通過解決空間站面對的關(guān)鍵技術(shù),還要帶動國家整體行業(yè)水平的發(fā)展,這才是載人航天工程應(yīng)該發(fā)揮的龍頭作用。
↑搭載著中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點火升空。新華社記者琚振華 攝
“包括在太空育種、太空制藥、核心材料制備等方面,空間站也會產(chǎn)生很多的經(jīng)濟效益,服務(wù)國計民生。”周建平說。
仰望星空,中華民族探索宇宙之旅,如同那枚乳白色火箭的名稱:長征。這條路,必然伴隨困難、挫折,甚至犧牲。在這條路上,唯有理想信仰可以撼乾坤,只有科學(xué)精神可以破蒼穹。
(責(zé)任編輯:陳冬梅)