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天舟一號發(fā)射任務(wù)進入決戰(zhàn)階段 首次挑戰(zhàn)“零窗口”

2017年04月17日 15:55   來源:央視新聞客戶端   吳杰

  今天,經(jīng)過約2個半小時的垂直轉(zhuǎn)運,長征七號遙二運載火箭與天舟一號貨運飛船組合體安全轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)。

  轉(zhuǎn)運工作從早晨7時30分開始,平穩(wěn)行駛約2個半小時后,長征七號遙二運載火箭與天舟一號貨運飛船組合體垂直轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)。

  據(jù)中國載人航天工程辦公室消息,天舟一號貨運飛船與長征七號遙二運載火箭等飛行產(chǎn)品自2月中旬陸續(xù)進入發(fā)射場后,按照飛行任務(wù)測試發(fā)射流程,于4月17日完成了總裝測試等技術(shù)區(qū)各項工作。轉(zhuǎn)運工作完成后,將在發(fā)射區(qū)開展天舟一號貨運飛船與長征七號遙二運載火箭功能檢查和聯(lián)合測試工作,完成最終狀態(tài)確認后,火箭加注推進劑,計劃4月20日至24日擇機發(fā)射。

  天舟一號是我國自主研制的首艘貨運飛船,將與天宮二號空間實驗室完成交會對接,實施推進劑在軌補加,突破和掌握推進劑在軌補加等關(guān)鍵技術(shù)。天舟一號還搭載了非牛頓引力實驗等10余項應(yīng)用載荷,將在軌開展空間科學及技術(shù)實驗和試驗。

  新聞解讀:長征七號運載火箭

  天舟一號飛行任務(wù)發(fā)射場區(qū)指揮部副指揮長 毛萬標:船箭組合體轉(zhuǎn)運到發(fā)射塔架,意味著這次任務(wù)進入到了最后的決戰(zhàn)階段,目前發(fā)射場一切工作,進展順利,我們已經(jīng)為最后的加注發(fā)射階段做好了準備。

  目前,空間應(yīng)用、測控通信、空間站等系統(tǒng),已做好執(zhí)行天舟一號飛行任務(wù)的各項準備工作。

  新動力 運載能力再躍升

  長征七號火箭此次執(zhí)行天舟一號貨運飛船的發(fā)射任務(wù),也是長征七號火箭去年首飛之后,首次執(zhí)行空間實驗室任務(wù)。作為我國新一代中型運載火箭,長征七號所采用的全新結(jié)構(gòu)設(shè)計和動力系統(tǒng)能夠大幅提升我國進入空間能力。那么,長征七號究竟新在哪里呢?

  長征七號火箭被譽為是中國航天進入太空的新動力。這款新型火箭總高度超過53米,起飛重量近600噸,從外觀上看,長征七號和目前中國航天已有的火箭體型差別不大,還是3.35米直徑的身材,但是它的運載能力卻比我國其他型號的中型火箭得到了大幅提高。

  航天科技集團一院長征七號運載火箭總指揮 王小軍:我們現(xiàn)在的運載火箭運載能力可以達到13.5噸,甚至是14噸。

  以液氧和煤油作為燃料的大推力發(fā)動機,能夠在點火后為長征七號提供高達720噸的起飛推力,不僅推力更大,而且燃燒產(chǎn)生的主要是二氧化碳和水,清潔環(huán)保。除了更大的推力,安全可靠對于運載火箭來說更是一項重要指標。

  王小軍:我們現(xiàn)役的載人火箭設(shè)計的可靠性是0.97,新一代運載火箭設(shè)計之初,我們可靠性設(shè)計到0.98,跟以前的運載火箭提高了一個百分點。

  運載能力強,安全指數(shù)高,使長征七號能夠承擔發(fā)射我國目前體積最大、重量最重的航天器——天舟貨運飛船的任務(wù),這也是它首次執(zhí)行空間實驗室任務(wù),為此,長征七號專門進行了適應(yīng)性改進。

  王小軍:我們這次發(fā)射的是飛船,它的重量和結(jié)構(gòu)以及和火箭的接口都是不同的,針對這發(fā)任務(wù),我們也對設(shè)計、分析、仿真重新做了工作,以便能夠適應(yīng)發(fā)射。

  而在未來我國建設(shè)、運營自己的載人空間站時,長征七號火箭將承擔更多的任務(wù)。

  王小軍:在空間站建設(shè)過程中間,我們就要發(fā)射火箭飛船來支持空間站的建設(shè)。在空間站建設(shè)之后,進入空間站運營階段,我們每年還要發(fā)射一到兩次的火箭飛船,對我們整個空間站的運營階段的整個空間活動提供一個補給。

  新設(shè)計 將承擔更多發(fā)射任務(wù)

  長征七號運載火箭是中國航天在成熟技術(shù)基礎(chǔ)上的繼承發(fā)揚,根據(jù)設(shè)計,它將承擔未來中國航天多種類型的發(fā)射任務(wù),承擔更多的使命。

  長征七號可以說是為我國貨運飛船量身定制的一款火箭,但是憑借它在同類型火箭中最強大的運載能力以及模塊化、型譜化的設(shè)計方式,長征七號有多種改型。比如,捆綁在火箭主體四周的這四個小火箭叫做助推器,改變它們的數(shù)量,就能賦予長征七號不同的能力。

  王小軍:我們現(xiàn)在是四個助推器,我們可以取消兩個助推,運載能力就降低到50%到60%,就是7噸左右的運載能力,未來長七還會研制液氫液氧的上半級,它就可以把衛(wèi)星送到地球同步轉(zhuǎn)移軌道,就是我們的通訊衛(wèi)星的發(fā)射。

  王小軍介紹,目前無論是國內(nèi)還是國外,航天發(fā)射中,中型運載火箭的需求都在日益增大,未來百分之七十的衛(wèi)星、飛船等空間發(fā)射任務(wù)都將由中型運載火箭承擔。長征七號火箭雖然不是中國運載火箭新家族中個頭最大的,但卻是任務(wù)最為繁重的。

  王小軍:通過這種助推器的組合和上半級的組合,我們長七運載火箭未來就會有比較豐富的運載能力,可以把各種各樣的衛(wèi)星送到不同的軌道,來實現(xiàn)它系列化的一個發(fā)展。

  長征七號通過發(fā)射貨運飛船,與發(fā)射載人飛船的長二F火箭通過互補大大提高了我國載人航天在軌駐留試驗?zāi)芰,未來還可應(yīng)用于載人發(fā)射,大幅提高載人飛行的能力。作為新一代中型運載火箭,長征七號與長征五號、長征六號火箭形成了中、大、小系列化、梯度合理、型譜較為完善的我國新一代運載火箭體系。

  新聞解讀:天舟一號貨運飛船垂直轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)

  由于天舟一號飛船發(fā)射之后將與天宮二號空間實驗室交會對接,所以選擇發(fā)射時間極有講究。專家介紹,此次發(fā)射天舟一號飛船,是“零窗口”發(fā)射,所以難度非常高,面臨著極大挑戰(zhàn)。那么,什么是“零窗口”發(fā)射呢?

  新能力 首次挑戰(zhàn)“零窗口”

  發(fā)射窗口是指運載火箭攜帶著航天器發(fā)射升空比較合適的一個時間范圍,有的以小時計算,有的以天計算,在此期間火箭都可以發(fā)射。由于此次發(fā)射天舟一號飛船要和天宮二號空間實驗室實現(xiàn)交會對接,對發(fā)射精度要求很高,因此,發(fā)射窗口不是一個時間范圍,而是一個確定的時間點,一秒都不能差,這就是航天人所說的“零窗口”,這對于火箭和發(fā)射場系統(tǒng)的可靠性提出了很高的要求。

  王小軍:因為零窗口發(fā)射,因為火箭組成是一個很復(fù)雜的系統(tǒng),由大量的系統(tǒng)組成。另外,在射前的操作、流程也是非常復(fù)雜。在這個工作過程中間任何一個環(huán)節(jié)出了問題,我們就在保證零窗口發(fā)射中都會存在一定的困難。

  新技能 雨中照常發(fā)射

  除了火箭本身的原因外,海南多雨的天氣也成為影響火箭準點起程的重要因素。設(shè)計人員在研制長征七號之初,就為它增加了“防雨防水”這項本領(lǐng),使它成為我國第一款能在中雨條件下發(fā)射的運載火箭,保證了在惡劣天氣下也能實現(xiàn)零窗口發(fā)射的能力。

  除了海南文昌發(fā)射中心,中國目前投入使用的發(fā)射場基本都處于我國中、西部地區(qū),干燥少雨。而由于長征七號火箭是在海南文昌發(fā)射,這里潮濕多雨的氣候和火箭里面的低溫燃料,使得“防水”的需求首次出現(xiàn)在中國運載火箭的研制中。那么,怎么做才能讓火箭不怕水呢?來看看設(shè)計師們是怎樣解決這個難題的。

  長征七號的燃料中,包括了零下183℃的液氧,在箭體中注入這種低溫燃料后,火箭就會內(nèi)冷外熱,碰上海南的潮濕空氣,火箭箭體上就會凝結(jié)大量的水,就像人出汗一樣。

  航天科技集團一院 長七火箭型號總體副主任設(shè)計師 劉立東:我們防水的主要方法其實很簡單,兩種,一種是疏導(dǎo),我們可能疏導(dǎo)冷凝水也好,雨水也好,我們可能這種方法更有效,但有些地方我們可能采用封堵,比如箭體結(jié)構(gòu)上的一些鉚接的縫隙,或者我們對接的一些縫隙。

  由于火箭中使用了大量的電子元器件,一旦被水浸透,就可能出現(xiàn)短路損毀,所以必須從內(nèi)到外,設(shè)置多道防水屏障。

  央視記者 吳杰:為了應(yīng)對海南潮濕多雨的氣候,長征七號上還采用了很多獨特的設(shè)計,比如我身邊這個是火箭的整流罩,上面有一個空調(diào)通風口,通風口的邊上有這樣一個凸起的結(jié)構(gòu),這就相當于給通風口搭了一個雨棚,遇到下雨的時候,雨水就不會從這里進到火箭內(nèi)部了。

  除此之外,包括對細小部件本身的防水處理、甚至火箭內(nèi)部潮濕空氣的干燥措施等等,長征七號對“水”的防護可以說武裝到了螺栓,甚至連看似無懈可擊的接縫,也都有專門的保護手段,這也使得長征七號,成為中國第一款可以在中雨條件下正常發(fā)射的火箭。

  劉立東:這個防水膠既能耐高溫,也有非常好的彈性變形,還有非常好的操作工藝性,還有我們這個保存期啊等等方面,相當于我們火箭的特色吧,是我們專門針對防水措施提供的措施。

(責任編輯:王炬鵬)