“長征”火箭成長記

2020年5月5日18時，是一個載入中國航天史的高光時刻。承載著億萬國人希望的“長征五號B”運載火箭，搭載著新一代載人試驗飛船和充氣式貨物返回試驗艙，在我國海南省文昌發(fā)射場騰空而起，直指蒼穹。

從外表看，“長征五號B”憨態(tài)可掬，人們都親切地叫它“胖五”。它像巨龍一樣在天際飛行，在暮色中劃出一道美麗的弧線。488秒后，試驗飛船和返回艙組成的載荷體與“胖五”成功分離，進入了預(yù)定軌道，我國空間站階段的首次飛行任務(wù)告捷。

“胖五”成功發(fā)射，標(biāo)志著我國重型運載火箭的技術(shù)越來越成熟。有外媒驚嘆道：“中國人的超級火箭已經(jīng)超越歐洲，這次連美國都要嫉妒了！”

火箭的故鄉(xiāng)是中國

人造衛(wèi)星、太空站、火星探測器……這些遨游在太空中的科學(xué)設(shè)備，都是依靠火箭發(fā)射上天的。航天事業(yè)的發(fā)展離不開火箭，就像魚兒離不開水一樣。

現(xiàn)代火箭淵源于古代火箭。說到這里，就不能不提中國的貢獻。

中國是古代火箭的故鄉(xiāng)。早在三國時期，“火箭”這個詞就出現(xiàn)在我國史書中。當(dāng)時的火箭是一種武器，它以弓箭為基礎(chǔ)，在箭頭后部綁上浸滿油脂的麻布等易燃物，點燃后射向敵方。

到了北宋時期，出現(xiàn)了人類歷史上最早、最原始的“火箭”——“火藥箭”。人們用紙糊成筒，把火藥裝在筒里壓實，綁在箭桿上，點燃后，用弓發(fā)射出去。火藥箭爆炸時聲響很大，能夠起到恐嚇敵人的作用。

火箭出現(xiàn)后，很快就被推廣和應(yīng)用開來。公元228年，蜀國丞相諸葛亮率軍進攻陳倉（今陜西寶雞東）。魏國守將郝昭讓弓箭手發(fā)射火箭，燒毀了蜀軍攻城的云梯，守住了陳倉。火箭還改頭換面出現(xiàn)在民間盛行的煙火游戲中，人們制成了能夠高飛和升空的“流星”與“爆竹”，為節(jié)日增添了喜慶的氣氛。從工作原理看，流星、爆竹已具有現(xiàn)代火箭的特點。

明代是我國火箭技術(shù)迅速發(fā)展的時期，人們發(fā)明了多種利用火藥推進的火箭，并運用于戰(zhàn)爭之中。燕王朱棣在奪取政權(quán)的“靖難之役”中，在河北白溝河遭到了建文帝部隊“一窩蜂”火箭的射擊，這是中國最早將“噴氣火箭”用于戰(zhàn)爭的記載。這種“一窩蜂”火箭，就是把許多支火箭并列在一起，同時點燃后發(fā)射出去，能夠提高殺傷力，功能類似于今天的火箭炮。

民族英雄戚繼光在東南沿海抗倭?xí)r，發(fā)明了飛刀箭、飛槍箭、飛劍箭等三種噴氣火箭，統(tǒng)稱“三飛箭”。火箭的前部分別是刀、槍、劍的鋒刃，后部是長七八寸、粗二寸的火藥筒。發(fā)射出去后，能射穿敵人身上的鎧甲，打得倭寇聞風(fēng)喪膽。

萬戶：載人飛行的先驅(qū)者

在明代，還出現(xiàn)了火箭載人飛行的嘗試。士大夫萬戶是個火箭迷，有空就搗鼓火箭。有一天，他把47支自制土火箭綁在椅背上，自己坐在上面，雙手舉著大風(fēng)箏，想利用火箭的推力飛上天空。不幸的是，火箭點燃后不久就發(fā)生了爆炸，萬戶被炸得粉身碎骨，付出了生命的代價。

萬戶的想法現(xiàn)在看來很可笑，然而在那個時代卻是富有創(chuàng)造性的，他的基本方法和勇敢精神受到了后人的敬仰。萬戶既考慮到上升的工具——火箭，也考慮到安全落地的工具——降落傘，也就是他手里拿的風(fēng)箏，這都是前所未有的。試驗雖然沒有成功，但萬戶被公認(rèn)為世界上第一個嘗試乘坐火箭升空的先驅(qū)者。為了紀(jì)念他，人們將月球背面的一座環(huán)形山命名為“萬戶環(huán)形山”。

13世紀(jì)末至14世紀(jì)初，中國的火藥、火箭技術(shù)傳到了印度和阿拉伯，并經(jīng)阿拉伯傳到了歐洲。后來，在歐洲工業(yè)革命的推動下，火箭技術(shù)得到了巨大發(fā)展。

雖然古代的火箭、火藥最早是中國人發(fā)明的，但由于封建社會阻礙了生產(chǎn)力的進步，我國的科技水平在近代逐漸落后于西方國家，致使火箭技術(shù)未能保持領(lǐng)先地位，最終只停留在禮花、爆竹之中。這不能不說是一個巨大的遺憾。

美蘇火箭大爭霸

現(xiàn)代火箭實際上是一種運載工具。如果裝上彈頭，它就變了武器，例如火箭彈和導(dǎo)彈;如果裝上人造衛(wèi)星，它就是運載火箭，還能把載人飛船、空間站、空間探測器等有效載荷送入預(yù)定軌道。

20世紀(jì)20年代，美國人羅伯特·高達德發(fā)明了一種氣體噴嘴，能夠把火箭燃燒室中的熱氣體轉(zhuǎn)變成超音速噴射氣體，使火箭的推進力增加兩倍。1926年3月16日，羅伯特在馬薩諸塞州發(fā)射了世界上第一枚液態(tài)燃料火箭，這是現(xiàn)代火箭的雛形。

從那以后，美、英、法、德等西方工業(yè)強國先后成立了火箭研究組織。其中，德國的火箭技術(shù)走在了世界前列，并最先應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。二戰(zhàn)期間，德軍多次發(fā)射V2火箭，給盟軍造成了不小的損失。

二戰(zhàn)結(jié)束后，美國和蘇聯(lián)兩個超級大國展開了太空競賽，各自組建科學(xué)家團隊開發(fā)火箭技術(shù)。1957年10月4日，蘇聯(lián)用P-7洲際導(dǎo)彈改裝成的運載火箭，率先將第一顆人造衛(wèi)星送入近地軌道。從此，運載火箭作為航天工具正式登上歷史舞臺。

1961年4月12日，蘇聯(lián)用“東方號”火箭將載人飛船發(fā)射上天，尤里·加加林成為第一個“太空人”，再次震動全球。

看到蘇聯(lián)連拿兩個第一，美國人急了，投入巨資開發(fā)出大推力火箭“土星5號”，并在1969年7月20日，將重達45噸、載有3名宇航員的“阿波羅11號”飛船送上月球，搶在蘇聯(lián)之前成功登月。

到了20世紀(jì)80年代，世界各國已研制成功多種大、中、小型運載火箭。著名的有蘇聯(lián)的“東方號”“質(zhì)子號”系列，美國的“大力神”“土星”系列，西歐10國聯(lián)合研制的“阿麗亞娜”系列，日本的“H”系列等。我國科學(xué)家團隊自力更生，研制出了著名的“長征”系列運載火箭。

矗立在發(fā)射場的“長征五號B”運載火箭

世界上最早的火箭出現(xiàn)在三國時期

明代的黑科技——“一窩蜂”火箭

宋代的“火藥箭”

明代的萬戶是世界飛天第一人

蘇聯(lián)的“東方號”火箭將世界上第一個“太空人”加加林送入太空

美國載人登月任務(wù)是依靠“土星5號”火箭完成的

1970年4月24日，我國科學(xué)家研發(fā)的“長征一號”運載火箭，首次將“東方紅一號”通信衛(wèi)星送入太空，這標(biāo)志著我國航天技術(shù)的發(fā)展邁出了重要的一步。

1981年9月20日，我國用“風(fēng)暴一號”運載火箭同時將三顆衛(wèi)星送入軌道，成為世界上第三個掌握“一箭多星”技術(shù)的國家。

1984年4月8日，我國用“長征三號”運載火箭將一顆通信衛(wèi)星送入赤道上空的靜止軌道，成為第三個掌握氫氧發(fā)動機技術(shù)的國家。

1988年9月7日，我國用“長征四號”火箭成功發(fā)射“風(fēng)云一號A”氣象衛(wèi)星，這標(biāo)志著我國已完全掌握太陽同步軌道衛(wèi)星技術(shù)。

1990年4月7日，我國使用“長征三號”火箭成功將美國制造的“亞洲一號”通信衛(wèi)星送入太空，標(biāo)志著“長征”系列火箭已經(jīng)走向世界，在國際發(fā)射市場上占有一席之地。

1999年11月20日，我國用新研制的“長征2F”運載火箭，將“神舟一號”實驗飛船順利送入太空。隨后的三年中，“長征2F”火箭先后將三艘“神舟”系列實驗飛船發(fā)射升空，為載人飛船的發(fā)射奠定了基礎(chǔ)。

2003年10月15日，“長征2F”火箭將我國首位航天員楊利偉乘坐的“神舟五號”載人飛船送入太空。這一天，成為中國航天史上的一個里程碑。

新中國成立后，百廢待興。黨和政府高瞻遠(yuǎn)矚，決定集中力量，進行一些重大項目的攻關(guān)活動，其中就包括研發(fā)運載火箭。

以錢學(xué)森、梁思禮為代表的老一輩火箭技術(shù)專家，隱姓埋名，廢寢忘食，為祖國的火箭事業(yè)奉獻了畢生精力，取得一個個重大突破和舉世矚目的成績。

此后的十多年里，“長征2F”及其改進型“長征2FT1”火箭為中國載人航天事業(yè)立下了汗馬功勞，先后十余次升空，完成了宇航員太空行走、飛船與空間站對接等一系列重大航天任務(wù)。

在歡呼與掌聲中，在鮮花和榮譽面前，航天人并沒有停下來，他們又把目光投向了38萬千米之外的月球，那里有“嫦娥奔月”的美麗傳說，更有中華兒女探索宇宙的雄心壯志。

2007年10月24日18時05分，暮色蒼茫的西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，“長征三號甲”運載火箭噴吐著烈焰，攜帶著“嫦娥一號”探測器奔向月球，成功進入環(huán)月軌道。隨后，我國科學(xué)家又研制出改進型“長征三號乙”火箭，分別在2013年12月2日和2019年1月3日，將“嫦娥三號”和“嫦娥四號”探測器發(fā)射到月球軌道，并在月球的正面和背面成功著陸。中國航天人的探月壯舉，震撼了全世界。

為了滿足經(jīng)濟建設(shè)的需要，“長征”系列火箭的發(fā)射也越來越頻繁。在過去的2019年，我國進行了34次航天發(fā)射，力壓美俄，位居榜首，這也是我國第二次獲得運載火箭發(fā)射次數(shù)的年冠軍。

雖然我國在運載火箭開發(fā)方面取得了一系列成就，但要完成建設(shè)載人空間站、實現(xiàn)月球往返、探索火星等任務(wù)，就需要更大推力的火箭。我國長期擔(dān)綱主力的“長征二號”“長征三號”“長征四號”火箭家族，不僅發(fā)射準(zhǔn)備周期長，而且只能執(zhí)行10噸以下的運載任務(wù)，要想在太空中飛得更遠(yuǎn)，就顯得有些力不從心了。

進入新世紀(jì)之后，美、日以及歐洲國家等“玩家”相繼提出新的大型火箭方案，使得國際航天界的競爭呈現(xiàn)白熱化趨勢。更重要的是，我國的航天任務(wù)越來越多、越來越艱巨，研發(fā)大推力運載火箭勢在必行。

經(jīng)過我國航天人不懈努力，一種全新的大推力運載火箭誕生了，這就是昵稱“胖五”的“長征五號”。2016年11月3日，“胖五”從海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空，取得了首飛成功。

然而天有不測風(fēng)云，2017年7月2日，“胖五”的第二次發(fā)射因發(fā)動機故障而失敗，火箭在空中爆炸，這對于發(fā)射成功率高居世界榜首的中國航天人而言，是一次不小的打擊。畢竟“胖五”未來將承擔(dān)我國許多重大航天發(fā)射任務(wù)，這次失利意味著很多項目不得不推遲進行。

在困難面前，中國航天人并沒有氣餒。經(jīng)過908天的臥薪嘗膽，他們找到了“胖五”發(fā)生故障的原因并進行了改進，終于在2019年12月27日，成功將“胖五”的升級版“長征五號”遙三運載火箭送入太空。

這次發(fā)射成功，不僅使我國的火箭技術(shù)邁上了一個嶄新臺階，而且為將來完成后續(xù)火星探測、探月三期工程、載人空間站等重大項目打下了堅實基礎(chǔ)。

中國空間站還遠(yuǎn)嗎

我們都知道，蘇聯(lián)的“和平號”空間站已經(jīng)墜毀，目前世界上唯一在運行的空間站也就是國際空間站了。許多國家都參與了國際空間站的研發(fā)與運營，但是我們國家卻因為某個超級大國的霸權(quán)行徑被排除在外，也就是說，國際空間站之前和我們一點關(guān)系都沒有。

求人不如求己。我國決定自己獨立研發(fā)空間站，計劃在2022年建成。有科學(xué)家預(yù)測，國際空間站將會于2024年退役，最晚也會在2028年告老還鄉(xiāng)。屆時，中國的空間站將成為全世界唯一的在軌空間站。

光嘴上說說是不行的，還要有實際的行動。于是，我們就聽到了神舟系列飛船發(fā)射成功、天宮系列飛船發(fā)射成功、天舟系列飛船發(fā)射成功等消息。

前面的這些工作，其實都是為積累經(jīng)驗技術(shù)打下的基礎(chǔ)。“長征五號B”運載火箭的成功發(fā)射，是我們真正邁向空間站的第一步！這意味著我國擁有了足以與美俄一較高下的重型運載火箭。在此之后，“長征五號B”將發(fā)射核心艙、實驗艙、神舟飛船、天舟飛船等，不斷構(gòu)建起“天宮”，后續(xù)還將承擔(dān)發(fā)射火星探測器、“嫦娥五號”月球探測器等艱巨任務(wù)，可見“胖五”的這次成功發(fā)射有著怎樣重大的意義。

值得一提的是，在“長征五號”任務(wù)完成之后，我國還爆出了一系列驚人的航天新計劃。有專家透露，我國目前正在進行“長征九號”運載火箭的研發(fā)。無論是推力還是運載力，該火箭都擁有更大的優(yōu)勢，足以滿足我國未來數(shù)十年的航天需要。

看來更精彩的好戲還在后面，就讓我們拭目以待吧！

大名鼎鼎的“長征2F”火箭，我國宇航員多次乘坐它升空

2020年5月8日，新一代載人飛船試驗船返回艙順利著陸

中國“長征家族”系列運載火箭