經(jīng)濟(jì)參考報(bào)：中國(guó)火箭院——打造空間站的專屬“快遞小哥”
經(jīng)濟(jì)參考報(bào)：中國(guó)火箭院——打造空間站的專屬“快遞小哥”
文章來(lái)源：經(jīng)濟(jì)參考報(bào) 發(fā)布時(shí)間：2021-06-08
5月29日，長(zhǎng)征七號(hào)遙三火箭將天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船準(zhǔn)確送入預(yù)定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。所謂“兵馬未動(dòng)、糧草先行”，這次發(fā)射首次實(shí)現(xiàn)與空間站的交會(huì)對(duì)接，將為空間站送去航天員在空間站上所需的生活用品，開(kāi)展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及天和核心艙補(bǔ)加的推進(jìn)劑。而長(zhǎng)征七號(hào)火箭作為空間站唯一的專屬“快遞小哥”，身上肩負(fù)的責(zé)任巨大。
長(zhǎng)征七號(hào)火箭由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院（下稱“火箭院”）抓總研制，是為了滿足中國(guó)空間站工程發(fā)射貨運(yùn)飛船而研制的新一代中型運(yùn)載火箭，也將成為我國(guó)未來(lái)航天發(fā)射任務(wù)的“主力軍”。
長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭試驗(yàn)隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)01指揮員、主任設(shè)計(jì)師徐利杰表示，本次任務(wù)是長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭的第三次發(fā)射，距離長(zhǎng)征七號(hào)遙二發(fā)射已經(jīng)過(guò)去了4年。在此期間，中國(guó)火箭院開(kāi)展了大量的優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，通過(guò)簡(jiǎn)化、優(yōu)化箭上測(cè)量系統(tǒng)、優(yōu)化貯箱增壓設(shè)計(jì)等130余項(xiàng)改進(jìn)，使火箭性能更優(yōu)，更有利于批量生產(chǎn)和高密度發(fā)射。
值得一提的是，為了提高火箭的任務(wù)適應(yīng)性，火箭院在長(zhǎng)征七號(hào)遙三火箭上實(shí)現(xiàn)了“零窗口”到“窄窗口”的技術(shù)跨越。徐利杰介紹，發(fā)射窗口是指允許火箭發(fā)射的時(shí)間范圍。在我國(guó)以往大部分航天發(fā)射任務(wù)中，發(fā)射窗口都是在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)。但由于本次發(fā)射任務(wù)要實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)飛船與天和核心艙的交會(huì)對(duì)接，需要將貨運(yùn)飛船發(fā)射到天和核心艙所在的空間軌道面，這樣才能保證兩個(gè)航天器順利“牽手”，這就要求火箭必須按照預(yù)先計(jì)算好的時(shí)間，分秒不差的點(diǎn)火升空，也就是“零窗口”。
“發(fā)射前4分鐘內(nèi)，要連續(xù)完成10多個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作，比如貯箱增壓、管路排空、連接器脫落、擺桿擺開(kāi)等一系列復(fù)雜動(dòng)作，哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常都會(huì)影響‘零窗口’發(fā)射。”徐利杰介紹。此前，在長(zhǎng)征七號(hào)遙二火箭發(fā)射天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船時(shí)，就實(shí)現(xiàn)了“零窗口”發(fā)射。
雖然已經(jīng)具備了“零窗口”發(fā)射技術(shù)，但是為了更好地適應(yīng)故障情況，提高火箭按時(shí)發(fā)射的能力，火箭院的型號(hào)隊(duì)伍首次采用了自動(dòng)獲取起飛時(shí)間進(jìn)行入軌目標(biāo)參數(shù)在線迭代修正技術(shù)，最終將精確到秒的“零窗口”拓展為2分鐘左右的“窄窗口”。也就是說(shuō)，如果火箭起飛時(shí)間的偏差在2分鐘以內(nèi)，火箭就可以根據(jù)起飛時(shí)間自行修正飛行軌跡，保證貨運(yùn)飛船仍然能夠進(jìn)入核心艙所在的軌道面，提升了長(zhǎng)七火箭對(duì)發(fā)射任務(wù)的適應(yīng)性。
長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭是我國(guó)新一代中型運(yùn)載火箭的基本型，以長(zhǎng)征七號(hào)火箭為基礎(chǔ)，衍生出具備高軌發(fā)射能力的長(zhǎng)征七號(hào)甲火箭。
徐利杰介紹，隨著兩型火箭技術(shù)方案的完善和性能的穩(wěn)定，長(zhǎng)征七號(hào)系列火箭可逐步替代我國(guó)現(xiàn)役長(zhǎng)征運(yùn)載火箭有關(guān)型號(hào)，成為我國(guó)未來(lái)航天發(fā)射任務(wù)的“主力軍”，執(zhí)行更多的重大發(fā)射任務(wù)。
在可靠性上，長(zhǎng)征七號(hào)火箭的設(shè)計(jì)可靠性達(dá)到0.98，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，世界一流。它不僅能在8級(jí)大風(fēng)中轉(zhuǎn)場(chǎng)，還能在雨中發(fā)射，不管“風(fēng)吹雨打”，都能送載荷精準(zhǔn)入軌。依靠智能的長(zhǎng)七火箭，既能保證航天員的正常活動(dòng)，又能保證任務(wù)的順利進(jìn)行。
此外，長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到14噸，論“力氣”，比傳統(tǒng)燃料的運(yùn)載火箭多出一半以上，因此它不僅可以實(shí)現(xiàn)大型有效載荷的發(fā)射任務(wù)，還可以搭配上面級(jí)或者二級(jí)采用多次啟動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)同步軌道大型有效載荷或多星組網(wǎng)發(fā)射。
為滿足中國(guó)載人空間站工程發(fā)射貨運(yùn)飛船和未來(lái)載人運(yùn)載火箭更新?lián)Q代的需求，火箭院的研制人員將長(zhǎng)七火箭打造成了全數(shù)字化控制火箭。
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