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(shí)23分，中國文昌，長征五號B遙二運(yùn)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(shí)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(yùn)載火箭是個(gè)“胖子”,那么長征五號B運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)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(yùn)載火箭的技術(shù)水平躋身世界第一梯隊(duì)。

 

 

  這個(gè)“矮胖子”有一個(gè)巨碩的整流罩，人送雅號“大腦袋”,長達(dá)20.5米，直徑5.2米，躺下有一節(jié)動(dòng)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(jì)，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(jìn)火箭整流罩里，像坐進(jìn)了飛機(jī)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(gè)火箭推進(jìn)器，采用大直徑箭體結(jié)構(gòu)研制、大推力液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、大推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、大推力直接入軌技術(shù)、大型活動(dòng)發(fā)射平臺技術(shù)等一系列的核心“大”技術(shù)。每一個(gè)“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(shí)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(shí)，相當(dāng)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?。研制團(tuán)隊(duì)從入軌姿態(tài)控制、入軌精度控制、分離安全控制三個(gè)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(biāo)。
 

 

 

  ↑搭載著中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)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(shí)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(shí)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(dòng)機(jī)的點(diǎn)火都在地面完成，無須進(jìn)行級間分離、高空發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等動(dòng)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(yùn)載火箭總體副主任設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)的今天，中國人不僅實(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)到太空行走，從單船飛行到組合體穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)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(shí)施17次重大飛行任務(wù)，完整掌握了天地往返、出艙活動(dòng)、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(dāng)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(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)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(diǎn)艙和后端通道，設(shè)置了3個(gè)對接口和2個(gè)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(shí)驗(yàn)。

 

 

  天和核心艙入軌后，還將有問天、夢天兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙擇機(jī)發(fā)射升空，與天和實(shí)現(xiàn)對接?？臻g站組建完成后，體量將達(dá)到100噸，天和的兩個(gè)泊位，可以靠泊貨運(yùn)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(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)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(shí)現(xiàn)了在16個(gè)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(yùn)載火箭中首個(gè)進(jìn)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(qiáng)再立新功、航天報(bào)國再創(chuàng)奇跡”當(dāng)成信仰，一共進(jìn)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(dá)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(tuán)一院總體設(shè)計(jì)部設(shè)計(jì)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(shí)早已達(dá)到退休年齡。

 

 

  1992年，黨中央作出實(shí)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(shí)驗(yàn)室，是實(shí)現(xiàn)“三步走”戰(zhàn)略的重要目標(biāo)。如今，天和核心艙發(fā)射成功，標(biāo)志著我國空間站建造進(jìn)入全面實(shí)施階段，為后續(xù)任務(wù)展開奠定了堅(jiān)實(shí)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(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)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(xiàn)”,29年來，一代代航天人就是靠這樣的精神，團(tuán)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(gè)接一個(gè)的新奇跡。載人航天精神，也成為中國人極為寶貴的精神財(cái)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(jì)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(duì)員。

 

 

  按計(jì)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(yùn)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(yáng)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(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空。新華社記者楊冠宇 攝

 

 

  嚴(yán)格落實(shí)載人航天工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)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(jì)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(xiàng)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(dòng)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(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)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(jì)效益，服務(wù)國計(jì)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。