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“长五”夜飞,“嫦五”奔月|嫦娥五号探测器发射圆满成功

2020-11-24 05:51 来源:南方plus 王诗堃 吴明 徐勉 张志超
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  ▲长征五号点火升空瞬间

  2020年11月24日凌晨04时30分,南方日报、南方+记者在海南文昌发射现场看到,伴随着一声轰鸣巨响,长征五号遥五运载火箭在海南文昌航天发射场点火升空,腾空而起,在破晓中划出一道亮丽的金色弧线,向着月球飞去。

11月24日凌晨4时30分,长征五号火箭在海南文昌发射。 南方日报 南方+记者 吴明摄

  11月24日凌晨4时30分,长征五号火箭在海南文昌发射。 南方日报南方+记者 吴明摄

  经过2200多秒的飞行,长征五号成功将“嫦娥五号”月球探测器送入地月转移轨道,发射取得圆满成功。对于我国探月工程来说,这次任务是“绕、落、回”三步走的收官之战;对于长征五号系列火箭来说,也是今年的收官之战。特别是,此次发射堪称本年度最具分量的发射。

  2020年最具分量的发射

  长征五号遥五运载火箭发射的“嫦娥五号”月球探测器重达8.2吨,是我国目前发射的重量最重的探测器,也是今年中国航天发射的最重的载荷。

  值得一提的是,本次任务中,是由火箭直接将嫦娥五号探测器送入地月转移轨道,而不需探测器自身加速。

  “在长征火箭家族中,只有长征五号运载火箭可以将这么重的载荷直接送入地月转移轨道,这是对运载火箭能力的集中检验,也是对中国航天能力的最佳注解。”长征五号火箭第一总指挥、火箭院党委书记李明华表示。

“嫦娥五号”着陆月球。(模拟照片)

  “窄窗口多轨道”技术保障嫦娥奔月

  此次发射的“分量”还体现在长征五号运载火箭的技术创新上。长征五号运载火箭总设计师李东介绍,由于地月相对位置以及轨道设计等因素的限制,此次发射是一次接近于“零窗口”的发射,发射窗口只有50分钟,一旦在发射窗口时间内不能实施发射,“嫦娥五号”的奔月计划就会受到影响。

  为了确保火箭准时发射,研制团队采用了变射向、变滑行时间的多轨道奔月发射方案,应用“窄窗口多轨道”技术,针对50分钟的发射窗口分别设计了5条发射轨道,每条轨道对应10分钟的发射窗口,在发射窗口期内,可根据发射时间通过软件自动选择发射轨道:如果在第一个10分钟内发射就选择第一条轨道,如果在第二个10分钟内发射就自动选择第二条轨道......相当于在50分钟的窗口期中,有5条路可以走。

  窄窗口多轨道是提高发射概率和发射可靠性的一个重要措施,即使射前某个时段出现异常,应急处置延迟几分钟,还可以有发射机会。

  此外,研制团队在管理上也采取了创新的方法,通过发射日流程精细化管理,对发射前流程进行精细化再造,从过程、岗位和设施维度分别开展梳理和设计,把岗位职责、工作要求和发射流程有机融合,形成了可以指导工作的项目细化表以及工序作业指导书,对发射日当天的各项工作提供直接、有效的指导。

长征五号点火瞬间。

  长征五号点火瞬间。

  “采用发射日流程精细化管理后,发射日当天的每一个阶段、每一个项目和每一到工序都有清晰、明确的要求和指导,每个岗位在什么时间做什么事情、达到什么标准、杜绝什么问题,都一目了然,提高了发射日的工作效率,有效防止了低层次问题的发生。”长征五号运载火箭总指挥王珏介绍说。

  “大火箭”挑战长时间滑行

  前往月球的路线是“地月转移轨道”。这是一个大椭圆轨道,近地点200公里,远地点41万公里。

  长征五号火箭点火升空后,要飞行2000多秒才能够到达地月转移轨道。为了把“嫦娥五号”精准送达目的地,它要在太空完成一个高难度动作——长时间滑行。

  滑行,是指火箭主发动机关机后,火箭靠惯性向前飞行。听上去丝毫不费力气,但实际上,长时间滑行对一枚火箭特别是一枚零下200多度的“冰箭”来说,可是个不小的考验。

  长征五号火箭总体副主任设计师刘秉介绍说:“从长征五号火箭二级发动机一次关机到再次点火,中间要间隔最长约935秒。在这一开一关之间,‘大火箭’需要完成箭体姿态调整、真空状态下推进剂沉底、低温发动机二次启动前预冷等工作,动作非常多。“

  另外,刘秉还说,火箭滑行时间越长,其在空间辐射影响下的环境变化会更加复杂,低温推进剂温度和贮箱承受的压力也在不断变化,因此,设计人员早在研制阶段就对大火箭长时间滑行适应性开展了深入细致的研究工作。

  为了确保把“嫦娥五号”送上月球,研制人员从立项之初就将长时间滑行作为一大关键技术加以攻克,并在长征五号火箭首飞以及后来的多次飞行中得到了成功验证。  

  【采写】南方日报记者 王诗堃 徐勉 发自海南文昌

  【摄影】南方日报记者 吴明 发自海南文昌

  【通讯员】姜哲 高崇芮 左秋红

  【策划统筹】张志超

 

编辑: 于艳彬

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