2019年12月27日20點(diǎn)45分，長征五號遙三運(yùn)載火箭在中國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空，并在2000多秒后將實(shí)踐二十號衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射飛行試驗(yàn)取得圓滿成功。長征五號的成功為2019年的發(fā)射任務(wù)畫上了一個圓滿的句號，也正式開啟了一個新的征程。

長征五號火箭于2016年11月3日首飛并獲得成功。2017年7月2日，長征五號遙二運(yùn)載火箭在發(fā)射時出現(xiàn)故障，芯一級一臺發(fā)動機(jī)熄火導(dǎo)致發(fā)動機(jī)推力瞬間下降，火箭無聲地墜入太平洋，星箭俱毀。

之后，長征五號科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了長達(dá)908天的閉關(guān)，進(jìn)行了無數(shù)次的故障檢測、結(jié)構(gòu)改進(jìn)和地面試車，終于在突破247項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)后迎來勝利時刻。

我們?yōu)槭裁葱枰�長征五號？

2019年，中國的航天發(fā)射總次數(shù)達(dá)34次，連續(xù)兩年成為全球年度航天發(fā)射次數(shù)最多的國家。除此之外，中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成了最核心的中原軌道和同步傾斜軌道衛(wèi)星部署；發(fā)射了全球首顆量子科學(xué)衛(wèi)星“墨子號”；兩枚快舟1A火箭實(shí)現(xiàn)了同一發(fā)射場僅間隔6小時的快速發(fā)射；嫦娥四號登月艙、玉兔二號月球車首次實(shí)現(xiàn)人造航天器登陸月球背面，鵲橋中繼衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)月地中繼通信……其中最振奮人心的，還是長征五號的成功復(fù)飛。

在2015年以前，長征系列火箭的主力是長征二號、長征三號和長征四號的多個型號。隨著中國航天的快速發(fā)展，這些火箭的運(yùn)載能力開始顯得“力不從心”。

據(jù)資料顯示，在長征五號之前，我國近地軌道的最大運(yùn)力是長征二號F載人航天專用火箭的8．6噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道的最大運(yùn)力是長征三號B／E的5．5噸，地月轉(zhuǎn)移軌道的最大運(yùn)力是長征三號B／E運(yùn)送嫦娥三／四號任務(wù)時的3．8噸級。

長征五號遙三火箭發(fā)射成功 圖片來自＠環(huán)球時報(bào)

但我國規(guī)劃中的“天和號”天宮空間站、超大型衛(wèi)星平臺東方紅五號、嫦娥五號和更遠(yuǎn)距離的“螢火二號”火星探測器均需要更強(qiáng)的運(yùn)載能力。長征五號遙三火箭的成功發(fā)射，補(bǔ)齊了我國重型運(yùn)載火箭缺位的短板，重新開啟了國人對未知宇宙的憧憬。

長征五號的研制攻關(guān)跨越了哪些“攔路虎”？

從古至今，走向成功的道路總是充滿荊棘。2017年7月，長征五號遙二火箭發(fā)射失利。經(jīng)過100余天的故障排查與定位以及180余天的試驗(yàn)驗(yàn)證，長征五號遙二火箭失利原因終于確認(rèn)：在復(fù)雜力熱環(huán)境下，火箭芯一級的液氫液氧（YF－77）發(fā)動機(jī)中渦輪泵的局部結(jié)構(gòu)發(fā)生異常，發(fā)動機(jī)推力瞬時大幅下降，最終導(dǎo)致發(fā)射任務(wù)失敗。

長征五號遙三火箭升空畫面

YF－77發(fā)動機(jī)是我國首次研制的大推力液氫液氧發(fā)動機(jī)，瞄準(zhǔn)的目標(biāo)推力是當(dāng)時在役氫氧發(fā)動機(jī)的9倍，技術(shù)跨度大。兩年多以前的失利讓團(tuán)隊(duì)“歸零”，經(jīng)歷了漫長的測試與試車，突破了247項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，3型12臺全新研制的大推力發(fā)動機(jī)可提供超過1000噸的起飛推力，可順利將870噸的長征五號送入太空。

根據(jù)公開資料顯示，從運(yùn)載能力來看，長征五號是我國運(yùn)載能力最強(qiáng)的火箭，可實(shí)現(xiàn)近地軌道25噸級、地球同步轉(zhuǎn)移軌道14噸級，在目前世界現(xiàn)役火箭中排名第三，僅次于獵鷹重型火箭和德爾塔重型火箭。

但從首發(fā)時間和成功率來看，長征五號的表現(xiàn)不算亮眼。據(jù)《中國航天報(bào)》報(bào)道，經(jīng)歷了三次“歸零”后，北京11所的設(shè)計(jì)師給出了一個綜合考慮試車時長、試車次數(shù)、技術(shù)狀態(tài)、試車故障等多種因素的可靠性模型，YF－77發(fā)動機(jī)的分值達(dá)到97．5即可首飛。

且在后續(xù)航天任務(wù)的迫切需求下，長征五號的衍生型號也趨于成熟。2020年，我國或?qū)⒗�用長征五號乙運(yùn)載火箭發(fā)射“天和號”核心艙，完成天宮二號空間站的主要構(gòu)造。長征五號乙取消了第二級氫氧結(jié)構(gòu)，將繼續(xù)應(yīng)用現(xiàn)有的YF－77液氫液氧核心發(fā)動機(jī)及YF－100液氧煤油助推發(fā)動機(jī)，具有更高的可靠性和安全性。

長征五號的成功對未來航天發(fā)展有何意義？

長征五號是中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院自主研制的新一代大型低溫液體運(yùn)載火箭，在國家的航天戰(zhàn)略規(guī)劃中，與天宮空間站建設(shè)、深空探測等發(fā)射任務(wù)息息相關(guān)。

此次遙三火箭發(fā)射成功，標(biāo)志著長征五號火箭將加速進(jìn)入工程應(yīng)用階段，是中國實(shí)現(xiàn)未來探月工程三期、首次火星探測、載人航天等國家重大科技專項(xiàng)和重大工程的重要基礎(chǔ)和前提保障。

其次，此次搭載的由航天五院研制的實(shí)踐二十號衛(wèi)星重達(dá)8噸，平臺單機(jī)國產(chǎn)化率達(dá)100％，設(shè)計(jì)壽命長達(dá)16年，搭載了十多項(xiàng)國際領(lǐng)先的技術(shù)驗(yàn)證載荷。1月5日，實(shí)踐二十號衛(wèi)星經(jīng)歷了7次變軌后，在36000公里高度的地球同步軌道成功定點(diǎn)，這標(biāo)志著東方紅五號衛(wèi)星平臺驗(yàn)證取得重大突破，更預(yù)示著我國正在躋身國際一流通信衛(wèi)星研發(fā)制造陣營。

當(dāng)然，長征五號與現(xiàn)役運(yùn)載火箭橫向?qū)Ρ葧r可以發(fā)現(xiàn)，無論從發(fā)射頻率和實(shí)際應(yīng)用來看，中美之間仍然存在一定差距。

美國時間1月6日，SpaceX的獵鷹9號火箭成功將60顆衛(wèi)星送入太空，這在國內(nèi)還未有過如此大規(guī)模的發(fā)射任務(wù)。該獵鷹9號火箭是“四手火箭”，在執(zhí)行此次任務(wù)前，這枚箭體已成功進(jìn)行3次發(fā)射任務(wù)并成功實(shí)現(xiàn)回收，全球范圍內(nèi)也只有SpaceX真正實(shí)現(xiàn)了火箭一級發(fā)動機(jī)回收，目前國內(nèi)也尚未驗(yàn)證成功一型成熟的可回收液體火箭，還需看長征八號運(yùn)載火箭的未來表現(xiàn)。

長征五號的成功，讓中國拿到了一塊更大的太空“敲門磚”，但太空探索故事才剛剛開始。2019年是中國航天的爆發(fā)之年，“超級2020”就此揚(yáng)帆起航。

作者：趙佳雯－EO