长征七号火箭首飞成功 返回舱今日返回东风着陆场

时间:2016-06-26 作者:天一泵业 

25日晚,长征七号在海南文昌航天发射场点火升空,近万人在8个观看点之一的淇水湾观看。张杰 摄

综合新华社电 中国新一代中型运载火箭长征七号25日在新建成的海南文昌航天发射场首飞成功,标志着中国载人航天工程空间实验室任务顺利开启。

长征七号运载能力达13.5吨

6月25日晚,海南文昌航天发射场,距离海边约800米的发射平台上,长征七号运载火箭待命出征。

20时整,“点火”口令下达,伴随着巨大的轰鸣声,长征七号运载火箭从距离海边约800米的发射平台上腾空而起。

这是长征系列运载火箭的第230次飞行。作为我国新一代高可靠、高安全、无毒、无污染的中型运载火箭,长征七号近地轨道运载能力达到13.5吨,比大家熟悉的长征二号F提高了近60%。

“长征七号的信息化程度、发射可靠性,均达到国际先进水平。”长征七号总设计师范瑞祥说,“长七将担负起发射货运飞船的重任,但还要不断改进,满足载人需要。”

此次发射有7个新特点

首次执行任务,无论对于火箭还是发射场,都充满风险与挑战。火箭首飞失败或发射场首战失利,在世界航天史上屡见不鲜。

“全新测发流程,全新航天产品,全新技术状态,全新设备设施,全新参试队伍,全新指挥模式,全新气候环境。”发射场区总指挥张振中用七个“新”形容此次发射的特点。

首次亮相的海南文昌航天发射场,是我国第一个低纬度滨海发射场,具有发射效率更高、射向更宽、运输更便捷等优势。“货运飞船、空间实验室、空间站及深空探测航天器,将都从这里升空。”张振中说,“文昌发射场,将是中国航天的新起点。”

整流罩残骸溅落南海

211秒,火箭抛整流罩。地面跟踪测量数据显示,整流罩残骸准确溅落中国南海黄岩岛附近海域。

20时10分许,长征七号将多用途飞船缩比返回舱等载荷组合体准确送入预定轨道。中国载人航天工程总指挥张又侠宣布:长征七号运载火箭首次飞行任务圆满成功。

长征七号首飞,是中国以建设空间站为目标的空间实验室任务第一次发射。“空间实验室任务之后,我国将真正迈入空间站时代的大门。”中国载人航天工程新闻发言人武平说。

看点1

航天器有望在轨实现气液补给

在25日举行的长征七号运载火箭首飞任务新闻发布会上,中国载人航天工程办公室副主任武平说,为充分发挥长征七号运载火箭首飞的综合效益,安排了远征1A上面级、多用途飞船缩比返回舱、遨龙一号空间碎片主动清理飞行器、天鸽飞行器(2个)、在轨加注实验装置和翱翔之星立方星等6项7个载荷。

其中,搭载的2个天鸽飞行器,将开展在轨信息中继技术试验,也可以作为信息中转站,进行天地信息传输。

在轨加注实验装置的作用类似于“空中加油机”,用于在空间轨道上为卫星、空间站等航天器进行气、液补给,延长航天器的工作寿命。在轨加注实验装置与远征1A上面级不分离,试验任务结束后再入大气层烧毁。 据新华社

看点2

返回舱飞行约20小时后将返回

昨日,中国载人航天工程办公室副主任武平在新闻发布会上说,火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱飞行时间约20小时,之后将与上面级分离,于26日下午以弹道方式返回东风着陆场。

多用途飞船缩比返回舱是长征七号首飞搭载载荷之一,总质量约2600千克,高度约2.3米,最大外径2.6米,采用返回舱和过渡段的两舱构型。

武平说,试验的主要目的,一是获取返回再入过程中返回舱的气动力和气动热特性参数,为评估返回再入控制和防热设计提供基础数据支撑;二是验证返回舱结构重复使用设计的正确性,并对神舟载人飞船返回产品的重复使用性能进行验证和评估;三是通过飞行试验验证新型金属材料的结构制造工艺和性能,为后续推广应用积累经验。

“这次返回舱飞行试验及其取得的试验数据,将为我国新一代载人飞船的论证设计和后续关键技术攻关提供支持。”武平说。

据着陆场系统相关部门负责人向媒体介绍,长征七号运载火箭搭载的上面级和返回舱组合体飞行第13圈后,开始实施第三次轨道控制,进入返回轨道。当组合体飞行至高度约170公里处,返回舱与上面级分离。随后,着陆场系统的测控设备开始实施测控跟踪,在经历再入大气层、通过黑障等阶段后,待返回舱主伞打开,搜索回收系统展开作业直至回收完毕。

据了解,返回舱返回瞄准点位于内蒙古巴丹吉林沙漠腹地,着陆区域范围为2万多平方公里。目前,着陆场各系统已准备就绪。新京报记者 贾世煜

看点3

神舟十一号航天员乘组完成定选

记者25日从中国航天科技集团了解到,长七火箭将成为中国未来航天发射任务的“主力军”,承担中国80%左右的发射任务。

据介绍,明年,长七火箭将发射中国首个空间货运飞船——天舟一号,为中国长期有人照料的空间站搭建起“天地运输走廊”。

武平在发布会上透露,发射的具体时间为2017年4月,长征七号运载火箭将与货运飞船组成货物运输系统,承担为空间站运送补给物资和补加推进剂的任务。

同时,中国目前研制规模和技术跨度最大的航天运输系统工程——长征五号运载火箭将于今年下半年在海南文昌航天发射场择机发射。届时,中国新一代运载火箭全部在研型号将得到全面技术验证。

而作为空间实验室任务的重要组成部分,中国今年下半年还将发射天宫二号空间实验室和神舟十一号载人飞船。

武平在发布会上说,天宫二号空间实验室、神舟十一号载人飞船,以及配套长征二号F运载火箭已完成出厂测试;神舟十一号任务航天员乘组已完成定选,正在进行任务强化训练;天舟一号货运飞船和长征七号遥二火箭正在研制生产和总装测试。新京报记者 贾世煜

释疑

为何航天发射场选址海南文昌?

西昌卫星发射中心党委书记王经中25日在长征七号运载火箭首飞任务新闻发布会上说,我国第四座航天发射场选址文昌主要有四个方面的考虑。

第一是纬度低、发射效费比高,能够提升地球同步轨道运载能力。

科学研究表明,距赤道越近、纬度越低,地球自转速度越大,利用惯性离心力,在燃料不变的情况下,火箭可以节省推力携带更大的载荷。同时,在低纬度发射场发射地球同步轨道卫星时,由于夹角偏小,卫星机动到地球同步轨道所需燃料减少,也可延长卫星寿命。

海南省是我国纬度最低,距赤道最近的省份,纬度为19度。西昌、太原、酒泉3个卫星发射中心的纬度分别为28度、38度、41度。

其次,射向宽、安全性好,火箭残骸落区均在海上。火箭发射后,助推器和箭体将剥离,形成火箭残骸。火箭残骸一般坠落在发射点以东1000公里以内。海南文昌航天发射场射向覆盖90度到175度,火箭发射后,1000公里内是茫茫大海,坠落的火箭残骸不易造成伤害。

其三是海运便捷、可行性强,能够解决大推力火箭的运输难题。大推力火箭直径都很大,此前由于受铁轨宽度影响,火箭最大组件的最大直径不能超过3.5米。如今,火箭从水路运输,不再受铁轨大小的影响。

长征七号火箭就是5月8日搭乘远望21号从天津港装船起航,经过6昼夜海上航行,安全抵达海南文昌清澜港码头。

最后,布局优化、优势突出。海南文昌发射场未来将主要用于发射新一代大型无毒、无污染运载火箭,承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器等航天发射任务。

而酒泉卫星发射中心将承担返回式卫星、载人航天工程等发射任务,太原卫星发射中心主要承担太阳同步轨道卫星发射任务,西昌卫星发射中心将主要承担地球同步轨道卫星发射任务。 据新华社

释疑

返回舱为何要在东风着陆场返回?

按照任务计划,长征七号运载火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱将于26日下午在东风着陆场返回。这是第一次在载人航天工程中启用东风着陆场,此前,它一直作为四子王旗的备用着陆场。

为什么在这次任务中返回舱在东风着陆场返回?到底有哪些考虑?

“着陆场的确定与这次发射任务的试验目的有关。”着陆场系统副总设计师卞韩城25日说,根据任务方案,搭载返回舱的主要目的是验证返回舱的气动外形设计,获取气动力和气动热等相关数据,为新一代飞船研制积累实验数据。“为了更好地检验返回舱,需要在返回段设置出最复杂的气动环境和着陆环境进行试验。”

在飞船返回阶段,首次采用弹道方式返回——在长征七号上面级和返回舱组合体分离后,指挥控制中心不对返回舱进行控制,返回舱依靠分离时的速度和姿态返回着陆。“相当于我们扔一块石头,从手里扔出后的石头的落地方式。”卞韩城作了一个形象的比喻。

在返回舱着陆的过程中,由于它会受到风速等气象因素影响而改变轨迹,所以增加了飞船着陆点的不确定性,使着陆范围扩大。目前设定的返回舱着陆区域范围为2万多平方公里。“虽然增加了测控回收难度但却能获得更为珍贵、真实的实验数据。”卞韩城说,为了满足这样的返回方式,需要有一个广阔的着陆场空间。

东风着陆场地处巴丹吉林沙漠和戈壁带,这里地域辽阔而且人烟稀少,“相比于四子王旗,这里更适合执行这次搜索回收任务。”卞韩城说。

此外,在东风着陆场区地形多样,有沙漠、戈壁、山地、湖泊等,基本涵盖了需要进行试验的各种着陆地形,其实践意义非常大。

特别是在沙漠里,环境十分复杂,对空中和地面搜索回收分队是一次极大的考验。“我们相信,通过执行这次搜索回收任务,不仅可以获取珍贵的实验数据,同时也进一步磨炼队伍,提高执行任务能力。”卞韩城说。 据新华社

制图文字据新华社 新京报制图/张妍

(综合新华社)

军报揭秘:为什么长征七号的尾焰多了蓝色?

涛声阵阵,椰风习习。灿烂星空注视着这壮丽一幕——

公元2016年6月25日20时00分,海南文昌航天发射场,我国全新研制的长征七号运载火箭托举“升级版”太空摆渡车——远征一甲上面级,成功将六类七项载荷成功送入预定轨道,拉开了我国载人航天工程空间实验室任务的序幕。

茫茫太空,长征家族主力“接班人”来了!仰望星空,航天科技集团一院长征七号运载火箭副总指挥张涛,一直注视着这个全新一代运载火箭,直到尾焰消失在夜空为止。“长征七号的长征之路刚刚开始,未来,它将承担更多使命!”他说。

长征七号首飞成功之际,本报记者为你讲述与这个长征家族主力“接班人”零距离接触的见闻和感受。

除了“腰围”没变,其他全脱胎换骨

“点火!起飞!”伴随着振聋发聩的轰鸣声,长征七号运载火箭划破天际,冲向云霄。

“看!橘红色,多壮丽的颜色!”人群中传来兴奋的呼喊。

闻听此言,海南文昌航天发射场动力室工程师胡雷鸣真想冲过去告诉他们:这一次,长征七号点火之后喷出的尾焰颜色不一样了!

仔细分辨,那喷薄而出的橘红色中,果然比以往多了一点蓝色!蓝色系的加入,让长征七号划过夜空的尾焰更亮了。

尾焰颜色的变化提醒我们,这是一款全新的火箭。

尽管它身上带着长征系列运载火箭家族的明显基因——外形和尺寸大致相似的整流罩,助推器直径仍然是标准的2.25米直径,芯级直径为3.35米,但在航天科技集团一院长征七号运载火箭副总指挥张涛看来,除了“腰围”没变,其他都脱胎换骨了。

“仅从外观上看,颜值更高了!”胡雷鸣至今记得在天津总装厂房第一次看到长征七号时的情形:比起以往在飞的长征系列火箭,它的“腿”明显变高了,更协调、更美观。

胡雷鸣口中的“腿”是指长征七号的4个推进器,长约27米的助推器,接近现役火箭助推器长度的2倍。这种改变,意味着要对火箭的设计进行全面的更新。传统火箭固定助推器需要两个捆绑点,而长征七号又增加了一个捆绑点,相对现役火箭静定的捆绑方案,载荷、捆绑装置等设计难度大大增加、可靠性大幅提升。

不仅“腿”变高了,“体重”也增加了。很难想象,这个起飞重量接近600吨的“钢筋铁骨”大个子,体重的90%甚至更多居然都是燃料。成天和长征七号工程设计人员一起工作的胡雷鸣解释得颇有专业味道:火箭是卫星等载荷通往太空的“专车”,对于这辆“专车”来说,车本身的自重越小越好,能提供动力的燃料越多越好。因为这样,就可以把尽可能多的“运量”留给“乘客”。

“心脏”也更强壮了。张涛告诉记者,长征七号最根本的变化来自动力系统。它采用了液氧煤油发动机等新技术,一举将我国中型运载火箭低轨道的运载能力由8.6吨提高至13.5吨,达到国外同类火箭先进水平。

“为什么点火时尾焰的颜色中会有点蓝?主要是燃料出现了变化。”他说,长征七号采用无毒无污染的液氧煤油作为燃料,较常规推进剂比冲提高20%,推力提高了60%,不仅秉承了中国航天绿色环保的发展理念,顺应国际潮流,还降低了成本提高了火箭性能。

操作手闫雷的工位在长征七号发射平台的配气台,这个工位几乎就在火箭喷管下面,只有在火箭点火前40分钟,他才能离开这个工位。这位离火箭最近的小伙子注意到了更多细节的变化。

“你看它的整个尾段,全部涂了一层厚厚的防热胶。每个螺钉、每个接缝都处理得很精细。”闫雷的直接观感背后,是我国火箭设计制造能力和工艺的整体跃升。

毫不夸张地说,打从“娘胎”里,长征七号就带着与以往不一样的基因。它突破了三维协同设计、三维设计数据管理及基于三维的流程仿真、飞行综合性能仿真等多项关键技术,打通了从设计到制造的全三维流程,堪称我国第一枚全数字火箭。

虽说是“新人”,但经得起千锤百炼

发射前,有记者问张涛:对长征七号有没有信心?

这位航天科技集团一院长征七号运载火箭副总指挥笑着回答:有信心!

张涛的底气源自长征七号的一身本领。对这一点,张涛了如指掌。

“虽说是‘新人’,但经得起千锤百炼!”在发射塔架前,张涛比划着尽可能通俗地讲明白长征七号的“独门功夫”——

不怕水。现役火箭发射选择窗口时都会避开雷雨天,而长征七号运载火箭则能实现中雨发射,这是因为新一代运载火箭是做了“防水”设计的。“仅电连接器防水部位就有千余处,这还不包含电缆本体、电缆进出口、仪器本体、仪器与结构缝隙和结构总体专业防水。”张涛说。

不怕冷。长征七号发射前加注完液氧后,火箭结构温度会急速下降。因为存贮液氧的火箭贮箱外表面有一层10毫米厚的密度极低的绝热材料,长征七号好比披上了一件“防寒服”,尽管液氧温度低至零下183℃,但是火箭外表面温度依然可以保持在0℃以上。

不怕风。与其他3个内陆发射场相比,海南文昌航天发射场的特点之一便是风大——距地面五六十米高的地方风速要远高于地面风速。为提升抗风能力,长征七号装上了“防风减载装置”,即使遇到8级大风的天气,依旧可以转场,其抗风能力超过现役火箭。

不怕等。那天合练,长征七号运载火箭低温燃料加注后成功停放了24小时,创下了低温燃料停放时间最长纪录。这也意味着火箭发射有了更多有利时间,发射的可靠性大大提高。

不怕扰。长征七号复杂的结构,给火箭的“大脑”控制系统带来了全新挑战。长征七号控制系统创新采用了143项智能控制软件,为现役火箭软件使用量的30倍以上,大大提高了控制精确度。另外,在每个舱段中都安装了控制系统,改变了以往集中处理的方式,减轻了控制系统压力。“这也标志着我国火箭控制系统已向全面数字化控制模式发展。长征七号未来成熟后将成为新一代载人火箭,用于发射新一代载人飞船。”张涛说。

千锤百炼的本领,源自千锤百炼的试验。据统计,仅初样研制,研制队伍就完成了32项关键技术攻关,完成了289项初样大型地面试验。

你能想到吗,长征七号的助推氧化剂箱最薄的地方仅有1.7毫米,只有鸡蛋壳那么厚,是火箭研制生产中难度最大的部分之一。为此,科学家们不仅要研发各种成形、焊接的新技术,还要对其进行动力系统试车、常温静力试验、爆破试验等危险测试。

你能想到吗,为了模拟火箭从起飞到助推器分离前100多秒的真实飞行状态,需要把长征七号绑在全箭振动塔上反复“荡秋千”。

置身全箭振动塔,当初用来悬挂长征七号的16根粗钢丝绳,仍悬垂在这个高93米、面积达10230平方米的建筑内。

那是长征七号在地球上的“摇篮”。而今,它带着在摇篮里的所有“记忆”,义无反顾地投进了宇宙的怀抱。让我们祝福这位长征家族的“新人”!

它的一小步,是中国航天的一大步

与长征七号密切接触的这段日子,记者有幸目睹了它迈出的每一步,可谓步步精彩,步步意味深长。

第一步:坐着“沙发”去文昌。众所周知,长征七号是从天津海运到文昌的。“海运是目前火箭运输方式中,最理想的选择。”航天科技集团一院长征七号运载火箭总体设计人员王旭形象地说,“火箭走公路、铁路,就像坐‘硬板床’;乘船走海运,就好似坐‘沙发’。”从天津港到文昌清澜港,这一步的背后,是我国航天发射“原点”的划时代位移。从此,我国航天发射迎来一个崭新的起点。

第二步:带着“脐带塔”走向发射塔。垂直转场那天,紧紧包裹长征七号的巨型活动塔架格外引人注意。“这是为长征七号专门设计的脐带塔。”长征七号地面设备副主任设计师吴梦强说,它的两侧装有6根摆杆,内部铺设有加注、供气、空调管路和箭上众多控制电缆,以及配气台和中频电源房间,因此它的结构及组成是最复杂的,这也意味着我国运载火箭的研制技术又迈出了一大步。”这一步的背后,也是垂直总装、垂直测试、垂直转场“三垂”测发模式的巨大变革,火箭待在发射阵地的测试时间从此变得更短。

第三步:成功迈出太空第一步。海南文昌航天发射场指挥控制中心,口令声和报告声此起彼伏。长征七号成功将六类七项载荷成功送入预定轨道的喜讯传来,指控大厅内欢呼一片。

“它的一小步,是中国航天的一大步。”这一步,标志着我国在载人航天工程和新一代运载火箭研制中取得了重大突破,对于完善我国运载火箭型谱、提升进入空间能力具有重大意义。

长征七号,梦想载体。在长征七号发射平台的一间配气室里,几名工程师和操作手畅想着未来:“很期盼发射货运飞船”“希望长征七号早日托举载人航天器”……当被问及参加长征七号第一次发射的感受,他们七嘴八舌地说:空间站、载人登月、火星舱、深孔探测器,未来,这里的“第一次”只会越来越多!

长征七号,任重道远。“‘长七’,长期,长征!”此言不虚。在航天科技集团一院长征七号运载火箭副总指挥张涛看来,长征七号所开启的时代有多壮丽,它的使命就有多光荣。完成此次首飞任务,长征七号很快将承担中国首个空间货运飞船——天舟一号的发射,在不远的未来,它还将承担中国航天多种类型的发射任务。

这是我国在役主力火箭的“接班人”,更是我国未来航天发射任务的“主力军”。张涛对长征七号寄予厚望:作为我国新一代中型运载火箭的基本构型,通过改型或与上面级组合,长征七号运载能力将覆盖大多数主流卫星所需的运载能力,面向主流卫星市场,适应面更宽。

说到这里,他指了指工作服臂上的图案说:“你看,这是长征七号火箭在环绕地球,寓意长征七号誉满全球、走向世界!”(中国军网-解放军报作者:王通化、邹维荣、王玉磊)

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