中新網(wǎng)北京7月25日電(馬帥莎 董佳瑩)7月24日，長征五號B遙三運載火箭(簡稱“長五B火箭”)搭載空間站問天實驗艙，在文昌航天發(fā)射場升空，這是中國大型低溫氫氧火箭首次執(zhí)行交會對接任務(wù)，難度好比在太空“穿針引線”。為此，長五B火箭從優(yōu)化射前流程、拓展發(fā)射窗口、釋放運載能力三方面進行性能改進提升，保障任務(wù)圓滿成功。
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從“串聯(lián)”到“并聯(lián)”
問天實驗艙和天和核心艙通過交會對接，在軌進行組裝，這就要求火箭零窗口發(fā)射。而長五B火箭是低溫火箭，面臨著低溫推進劑加注問題和復(fù)雜的發(fā)射前流程，實施零窗口發(fā)射比常溫火箭難度更大。
為了和時間賽跑，設(shè)計團隊開展了適應(yīng)零窗口發(fā)射要求的射前流程優(yōu)化改進，對全箭射前流程環(huán)節(jié)、可優(yōu)化內(nèi)容及發(fā)射窗口整體前移的有關(guān)影響開展專題確認。
據(jù)中國航天科技集團一院長五B火箭總體副主任設(shè)計師劉秉介紹，“我們將各系統(tǒng)耦合性高的工作由‘串聯(lián)’變?yōu)?lsquo;并聯(lián)’，在火箭發(fā)射前預(yù)留2.5分鐘的故障處理時間。”
從“追火車”到“乘高鐵”
此次長五B火箭首次執(zhí)行交會對接任務(wù)，要求火箭以更高的發(fā)射和飛行可靠性實現(xiàn)準點發(fā)射、準確入軌，將問天艙準確送入與核心艙共面、共軌的轉(zhuǎn)移軌道，就像火車到站，以前乘客需要“追火車”才能找到自己的車廂，現(xiàn)在的高鐵都是精準?？康降貥颂?。
從“追火車”到“乘高鐵”，入軌精度偏差縮小為空間站艙段交會對接提供了更好的保障，但是也對火箭的動力、結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)偏差控制水平提出更高要求。
為確保大型低溫火箭可靠發(fā)射，團隊將原來的零發(fā)射窗口拓展至2.5分鐘。據(jù)一院長五B火箭軌道設(shè)計師王建明介紹，“‘窄窗口’點火可以提升火箭點火可靠性，但由于地球是不斷自轉(zhuǎn)的，為克服地球自轉(zhuǎn)影響，則需要通過箭上具備起飛時刻偏差修正能力。”
點火后，火箭依靠更先進的制導(dǎo)技術(shù)不斷調(diào)整彈道，直奔空間站。“就好比投出去的籃球能按照籃筐位置、球場風(fēng)速、氣流和溫度等的變化，不斷修正自己的前進軌跡，直奔籃筐而去。”一院火箭科普專家錢航說，“這有點像汽車的自動駕駛技術(shù)，只是長五B這輛‘汽車’，重達數(shù)百噸、時速不可估量，要做到‘自動駕駛’可不容易。”
從“大包小裹”到“輕松上陣”
作為目前中國近地軌道運載能力最大的火箭，長五B火箭近地軌道運載能力超過23噸，托舉2022年最重載荷——問天實驗艙演繹浪漫的“太空之吻”。
這是中國空間站首次在有人狀態(tài)下迎接航天器來訪。問天實驗艙需要消耗燃料實現(xiàn)變軌，以滿足與核心艙交會對接的要求，這會影響實驗艙其他物資搭載。
為了能夠搭載更多推進劑、生活物資等，科研團隊對火箭運載能力進一步評估、折算，扔掉箭體中的“累贅”，為火箭釋放更多運載能力。
“如果把發(fā)射火箭比作游客出行，以前就是出遠門，需要攜帶大包小裹來保障衣食住行，現(xiàn)在更像是臨時出差，輕輕松松帶上必備物品就可以出發(fā)了。”劉秉說。
從“串聯(lián)”到“并聯(lián)”、從“追火車”到“乘高鐵”、從“大包小裹”到“輕松上陣”，長五B火箭對標發(fā)射可靠性要求高、入軌精度要求高、運載能力要求高這三大任務(wù)特點，圓滿完成首次交會對接任務(wù)，為中國航天定格了唯美的“問天”之吻。(完)
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