奔月“專屬列車” 改進65項技術，確保精準入軌

作為嫦娥奔月的“專屬列車”，長三甲系列火箭以準時發射、精確入軌的完美表現，續寫著金牌火箭的傳奇。但每一次“瀟灑”奔月的背后，是火箭研制人員對成功的執著追求和對質量的嚴格管控。

“為了確保發射取得圓滿成功，研制隊伍做了充分的準備，采取了一系列加嚴措施，強化質量管控。” 中國航天科技集團一院長三乙運載火箭總指揮金志強指出。

2018年12月8日，長征三號乙運載火箭成功將嫦娥四號探測器送入預定軌道。此次發射是長征三號甲系列火箭第五次執行探月工程任務，作為嫦娥奔月的“專屬列車”，長三甲系列火箭以準時發射、精確入軌的完美表現，續寫著金牌火箭的傳奇。但每一次“瀟灑”奔月的背后，是火箭研制人員對成功的執著追求和對質量的嚴格管控，用金志強的話說，“執行探月工程任務，要采取特殊保成功措施”。

技術改進先驗證

與上一次執行探月工程任務時相比，發射嫦娥四號的長三乙火箭一共進行了65項技術改進，分布在發動機艙內、控制系統、測量系統、箭體結構、增壓輸送系統、發射支持系統等13個箭上和地面分系統，每一項改進都嚴格按照流程，經過了論證、驗證和審批。

為滿足將嫦娥四號探測器發射到遠地點約42萬公里的地月轉移軌道的入軌精度。火箭采用激光慣組優選和濾波組合算法優化的方法提高入軌精度。相比嫦娥三號，嫦娥四號任務火箭設計入軌精度提高30%以上。

除了提高入軌精度，火箭在適應窄窗口發射約束上也進行了改進，采用適應多窗口、窄窗口約束的軌道設計技術?；鸺到y開展了低溫推進劑加注后，連接器不脫落狀態下，推遲24小時發射技術的專項研制工作。通過此項技術創新，火箭在低溫加注后可以適應兩天內多個發射窗口的發射要求。“這在國內尚屬首次，如果把低溫加注作為火箭系統準備就緒的標志，那么采用這一技術后，準備就緒的狀態可以延長24小時，在一定程度上提高了火箭對任務的適應能力?！敝袊教炜萍技瘓F一院長三乙運載火箭總設計師陳閩慷說。

嫦娥四號探測器每天有兩個發射窗口，第一個發射窗口有效寬度2分鐘，46分鐘后進入第二個發射窗口，窗口寬度僅1分鐘。為了確保火箭可以在發射窗口要求時間內準時發射，研制團隊對軌道設計和產品可靠性都進行了改進。金志強介紹道，“一方面采用適應多窗口、窄窗口約束的軌道設計技術，另一方面對火箭主要分系統和重要單機采取可靠性設計和冗余改進，確保滿足窄窗口發射約束”。此次發射，長三乙火箭在第一天第一窗口準時實施發射，在探月工程任務中第五次實現準時發射。

為了盡可能降低風險，減少技術首次應用帶來的不確定性，經過研制人員的統籌，將各項改進在長三甲系列火箭執行其他任務過程中分批進行飛行驗證，確保技術改進正確可行。比如，發動機的防水與防熱可靠性改進，在2018年10月的發射任務中進行了飛行考核驗證;伺服機構的可靠性改進，已經在兩次以上的發射任務中得到了考核。據統計，在嫦娥四號發射之前，已有60項技術改進提前經過了飛行驗證，使得此次任務的技術風險大幅降低。

金志強介紹稱，探月工程任務對軌道高度和入軌精度要求都很高，長三甲系列火箭因其出色的適應能力、多樣的發射軌道、精確的入軌精度脫穎而出，成為執行探月工程發射的最佳選擇。此次發射成功，再次刷新了我國單一運載火箭年度發射紀錄。

“嚴慎細實”確保發射成功

此次發射嫦娥四號探測器的長三乙火箭是長征三號甲系列運載火箭家族的中一員。該火箭家族由長征三號甲、長征三號乙、長征三號丙三種大型低溫液體運載火箭組成（以下簡稱長三甲、長三乙、長三丙），包攬了目前我國所有高軌道航天器發射任務，是長征系列運載火箭高強密度發射的“主力”，也是我國目前高軌道上發射次數最多、成功率最高的火箭系列。

從2007年到2018年，12年時間里，長三甲系列火箭先后進行了5次探月工程發射任務，將兩顆嫦娥衛星、一顆再入返回飛行器、兩顆嫦娥探測器送入預定軌道，發射成功率百分之百。

2007年10月24日，長征三號甲運載火箭成功將嫦娥一號衛星送入預定軌道，拉開了中國人探索月球的大幕。

2010年10月1日，長征三號丙運載火箭直接將嫦娥二號衛星成功送入地月轉移軌道，刷新了中國探月工程的新高度。

2013年12月2日，長征三號乙運載火箭成功發射了攜帶中國第一個月球車的嫦娥三號探測器，標志著探月工程第二步戰略目標的全面實現。

2014年10月24日，長征三號丙運載火箭將探月工程三期再入返回飛行試驗器準確送入軌道，為后續嫦娥五號關鍵技術進行了一系列驗證。

嫦娥四號任務采用“月球背面軟著陸巡視+地月中繼通信”技術方案，需要通過兩次發射來完成。第一次任務先發射嫦娥四號中繼星，中繼星穩定運行在地月L2點后，而后執行第二次任務，發射嫦娥四號著陸器、巡視器組合體，組合體軟著陸到月球背面艾特肯盆地，通過中繼衛星與地球進行中繼通信。2018年5月21日，第一次發射——嫦娥四號中繼星“鵲橋”由長征四號丙運載火箭成功發射升空。

確保探月工程100%成功率的背后，是研制隊伍對創新、嚴謹的執著追求。雖然前四次發射任務中，長三甲系列火箭已經展現了探月工程任務所需的各種“本領”，但研制隊伍始終不敢有絲懈怠，堅持把成功作為信仰，以“嚴慎細實”的作風做好每一件工作，為成功貢獻力量。

“為了確保發射取得圓滿成功，研制隊伍做了充分的準備，采取了一系列加嚴措施，強化質量管控?！苯鹬緩娍傊笓]表示，“通過全面落實責任制、 擇優配套產品、加強試驗考核、嚴格技術狀態管控、加強風險分析與控制等14個方面的工作加嚴做好質量控制。”比如在低溫發動機選配上，同時裝配4臺單機，選擇性能最優的2臺用于本次任務。

在產品性能考核方面，單機產品通電老煉時間增加50小時，系統綜合試驗考核次數增加。同時，圍繞嫦娥四號任務窄窗口發射、冬季發射等特征組織開展專題風險分析，制定了520項預案。正是依靠這樣的層層篩選、優中選優，將同批次產品中性能最優、指標最好的產品選出用于執行嫦娥四號任務，才有了火箭完美飛行的1100秒。

高標準再創年度發射紀錄

此次發射是長征三號甲系列2018年第13次發射，13戰13勝的驕人戰績也再次刷新長三甲系列年度發射次數的紀錄。2018年是中國航天高產的一年。這一年，作為中國航天高產的代表——長三甲系列運載火箭已經成功完成了13次發射任務，占我國全年宇航發射任務總量的40%。

截至目前，長三甲系列運載火箭共實施95次發射，是我國“單一型號發射量最多”的火箭。該系列火箭主要用于發射高軌道衛星，其最大地球同步轉移軌道運載能力達到5500千克，并且形成了從2600千克到3900千克、再到5500千克的合理能力梯度，入軌精度與當今世界主流運載火箭相當，能夠滿足我國當前各種中高軌道有效載荷以及當今世界上絕大多數地球同步轉移軌道有效載荷的發射任務，是我國目前唯一在役的高軌道運載器，也是參與國際衛星發射服務市場競爭的主力。

在任務適應性方面，長征三號甲系列火箭不僅能夠發射傳統的地球同步轉移軌道（GTO）和太陽同步軌道（SSO）有效載荷，還能夠執行傾斜地球同步轉移軌道（IGSO）有效載荷、中圓軌道（MEO）有效載荷的發射任務，還可以執行地月轉移軌道（LTO）有效載荷發射任務及深空探測任務。

“長征三號甲系列火箭年均發射數量保持在10次左右，在發射密度方面，2015年該系列火箭創造了109天實施7次發射全部取得圓滿成功的中國航天新紀錄，平均16天發射一枚火箭的任務周期，創造了中國航天史上單一系列火箭型號最高密度發射的紀錄，也與當今世界的主流火箭水平相當?！?/p>

金志強總指揮指出，長三甲系列火箭從上世紀80年代研制，經過30多年的不斷改進、發展，已經逐漸趨于成熟，可靠性較高，綜合性能指標優越，是我國目前發射次數最多、技術最成熟的系列火箭。