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年5月5日,为中国载人空间车站工程研制的长征5号B火箭在海南文昌成功首次飞行,正式拉开了中国载人航天工程“第三步”任务的序幕。

巡视月亮,剑指向天空。 5月5日18时00分,长征5号B搭载新一代载人飞船试验飞船和柔性膨胀式货物返回舱试验舱,从海南文昌航天发射场点火上升空。 约488秒后载荷重组立体与火箭分离进入预定轨道,我国空之间的车站阶段首次飞行任务胜利。

“新晋“胖五”成员有多牛?”

长征5号B火箭运载的载荷质量约为22吨,是中国乃至亚洲火箭首次发射超过20吨的宇宙飞船,奠定了长征5号系列火箭在世界现役火箭运载能力第一梯队的地位。

其首次飞行任务的圆满成功空之间站在了轨道建设阶段飞行任务的序幕。 中国空间站将于2022年前后建成,并设有共轨飞行光学舱,10年内将完成大范围天体探测。

此次载荷中的新一代载人飞船试验船是新一代载人飞船的“试验版”。 新一代载人飞船相当于“太空巴士”,未来在执行近地轨道任务时可以一次运载6~7名宇航员,根据任务诉求将变为“太空卡车”,返回舱可以在未来重复使用。

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以近20吨的“老大哥”为“瘦了”,主攻空间站船舱段发射

长征5号B火箭由中国航天科学技术集团所属的中国火箭技术研究院(一院)总开发,主要用于中国空间车站舱段等重大航天发射任务。 火箭全长约53.7米,相当于18层高的大楼,起飞质量约849吨,近地轨道运载能力达到25吨级。

长征5号系列运载火箭主要包括长征5号和长征5号B 2型运载火箭。 两兄弟火箭一样“胖”,所以芯的一级直径都是5米,绑着4个直径3.35米的助推器。

但是,最直观的区别是配置和高度不同。 长征5号B整流罩比长征5号还要大,这个“大头”长20.5米,直径5.2米,是根据空间站任务的要求新研制的,是中国最大的整流罩,长10米多

相对于长征5号,长征5号B火箭低3米左右,减少了二子级和级间级,是中国第一枚“一级半”火箭,其中“半级”来自助推器。

多级长征五号擅长“跑长途”,可以把“乘客”送到36000公里高的地球同步轨道,38万公里外的月球,还有最近距离也是几千万公里的火星。

少级长征5号B是“短跑运动员”,比长征5号“瘦”了近20吨,但重点是把“乘客”送到地球附近200-400公里左右的轨道上,那里是我国空间车站建设的主战场。

目前,我国火箭多使用多级形式。 例如,二级火箭长征二号、二级半火箭长征二号f、三级火箭长征三号甲、三级半火箭长征三号乙、四级火箭长征十一号。

长征5号B火箭是我国现役火箭中唯一直接进入轨道的火箭。 与多级火箭的“接力”相比,从点火到入轨一下子完成,不仅丰富了中国新一代火箭型频谱,而且无级分离的特点也提高了系统的可靠性。

在同一个“心脏”的不同情况下,“冰箭”发动机的压力会大大降低。

仅“一级半”,长征5号B火箭就能发射近22吨重的宇宙飞船上天,使我国成为极少数拥有直接精确入轨“一级半”火箭大推力技术的国家之一。 这是因为使用氢氧推进剂的芯一级和使用液氧煤油推进剂的推进器是合理组合的。 核级的两台大推力氢氧发动机直接影响航天器的最终轨道。

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在同样的发射重量下,火箭发动机的比碰撞越高,火箭的运载能力就越强。 氢氧发动机的比击可以说看不起群雄,但其研究开发极其困难。 同样作为使用液氢液氧等低温推进剂的“冰箭”,长征5号B火箭承担的任务的特殊性,对核心级大推力氢氧发动机提出了更高的要求。

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“零窗口”是指发射时间范围为零的发射窗口,要求火箭必须分秒不差地点火空。 载人航天工程的对接任务在时间上一点误差也没有。 否则,有可能失去手臂。

长征5号B火箭芯级采用的氢氧发动机必须确保预冷等发射前业务环境的按钮,一步一个顺利,以免误了发射窗,付出更大的代价调整轨道。

另外,长征5号B火箭比长征5号火箭轻,但起飞推力与长5火箭相同。 用同样的力举起更轻的东西,加速度自然会加快。 推进器被切断后,火箭的加速度瞬间达到了最低。

中国航天科技集团六院长、五火箭副总设计师王维彬表示,发动机进口面临过山车般的巨大压力,给发动机稳定可靠的事业带来了巨大挑战。

为了应对这些挑战,氢氧发动机研发团队通过大量的研究改进和试验验证,逐一克服了这些难点,进一步提高了发动机事业的可靠性和稳定性。 另外,地面设备等系统使用的远程操作方法也保证了发动机预冷等环节安全顺利地推进。

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船只使用较多的天地往返于“太空巴士”,未来的返回舱可以重复使用

此次发射成功的长征5号B火箭载有新一代载人飞船试验飞船、灵活充气货物返回舱试验舱和10多个实验载荷。 中国载人航天工程办公室主任助理季启明表示,根据飞行程序,试验室和试验船在完成轨道试验后,将分别于5月6日和5月8日返回东风着陆场。

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最终组装现场

柔性通胀式返回舱试验室由中国航天科工集团有限企业第二研究院总开发,是中国新型空间运输机的试验仪器,此次任务将验证通胀展开式返回舱飞行器轨道再入的关键技术。

新一代载人飞船试验船是新一代载人飞船的“试验版”,由中国航天科技集团旗下的中国空间技术研究院(五院)总开发。 宇宙飞船高约9米,身体最“胖”的地方直径约4.5米,体重超过20吨。 这次飞行试验任务是试验船高速再入飞行验证与防热、控制和群伞回收相关的关键技术。

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“我们首先用这艘实验船验证今后的关键技术。 例如,与神舟飞船相比,防再热技术将试验飞船送入更高的轨道,以更高的速度再热(大气层),来检查防热技术。 ”。 中国载人航天工程总设计师周建平表示。

另外,“神舟飞船上有1200平方米的减速伞。 这次试验船有三把这样大小的伞。 如何可靠安全地打开这三把伞,是这次应该验证的群伞回收技术。 ”。


测试现场

自1992年开始载人航天工程以来,中国形成了支持神舟飞船、空间实验室和货轮的多种航天器,为正式开始建设空间车站奠定了基础。

新一代载人飞船是全面升级的天地往返交通工具,一艘飞船使用较多,应用于近地轨道,不仅能支撑我国空之间的车站建设,还能承受载人登月等更远深度空的探测重任,

如果把神舟飞船比作宇航员专用的“太空专用车”,那么新一代载人飞船就是“太空巴士”,将来执行近地轨道任务时,可以一次运载6-7名宇航员,是神舟飞船承载能力的两倍。

根据任务的诉求,将“太空巴士”改为“太空卡车”,或在空间车站输送大量补给物资,或在空间车站制作航天工程师的样本,供地球地球人使用

振动试验

为了使新一代载人飞船兼具多功能性,中国空间技术研究院提出了基于模块化设计的新一代载人飞船总体设计方案,使飞行功能“合并同类项”,构建了“返回舱+服务舱”两个舱的新结构。

新配置根据任务不同将性能指标不同的电源、推进、燃料资源等分系统整合到服务器机房内,实现统一的返回舱配置不同的服务器机房模块,满足多任务诉求目标,大幅缩短研发周期,以批量化模式降低研发价格

返回舱是整个飞船的指令中心,也是宇航员生活的地方。 与神舟飞船钟形设计的返回舱相比,新一代载人飞船返回舱是倒锥型钝头体的气动外形设计,倒锥型空的气动升力更大,在以第二宇宙速度高速返回时,依赖空的空气阻力减速,更平稳、准确地着陆

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新一代载人飞船的返回舱设计成可重复使用。 星敏感元件、计算机等昂贵的设备经过优化设计,从维修室调整到返回室的设置,在返回室返回后进行回收利用。 返回舱外包埋了我国自主开发的新型轻型防热结构,执行任务后,只需更换轻型防热结构,经规范严格检验,即可再次执行载人航天任务。

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2022年前后完成了空间车站的建设,设置了共轨飞行光学室。

1992年9月21日,中共中央政治局常委批准中国载人航天工程按照“三步走”的快速发展战术实施。

第一步,发射载人飞船,建设初步实验性载人航天船工程,开展空之间的应用实验。 第二步,宇航员突破舱外活动技术、空之间的飞行器对接技术,发射空之间的实验室,处理一定规模的、短期有人照顾的空之间的应用问题。 第三步,建设空间车站,处理大规模、长时间照顾的空间的应用问题。

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经过20多年独立自主的快速发展和持续奋斗,中国已经组织实施了16次重大飞行任务,11名航天员共14人实现了粗空飞行和安全返回,圆满完成了第一步、第二步的所有既定任务。

长征5号B火箭首次飞行任务圆满成功,迎接载人航天工程“第三步”快速发展战术任务实施的“开门红”,拉开了空间轨道建设阶段飞行任务的序幕,为后续空间车站核心舱、实验室的发射奠定了坚实的基础

季启明表示,我国空间车站将于2022年左右完成建设,共计划12次飞行任务。 此次任务结束后,将相继发射天和核心室、问天实验室和梦想天实验室,进行空间站基本布置的轨道组装建设。 期间,将发射4艘神舟和4艘宇宙飞船,进行宇航员的船员更换和货物补给。

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中国空间车站的建设距离自1998年国际空间车站发射第一个模块以来延迟了20多年。 但是,周建平认为,中国空间车站利用现代技术成果进行研发建设,虽然建设时间晚于国际空间车站,但充分考虑到了技术进步对航天快速发展的作用。

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中国在能源技术、再生生保技术、空间探测技术以及科研设备等各个方面利用了20多年来科学技术的飞速发展和技术进步的成果。 因为,中国空间站在更高的技术和科学的出发点上。

例如,在未来的中国空间车站有共轨飞行的光学室。 “这个光学室实际上是巡视望远镜,其分辨率和众所周知的哈勃望远镜的分辨率相等,但比哈勃望远镜大300倍以上,可以在10年内进行大范围的天体巡视。 ”。 周建平说。

现阶段,中国空间站核心机房已经完成了正样产品的总组装,正在咨询天实验室和梦天实验室进行初始样品的研发。 空间科学应用载荷相继转入正样研制,执行空间车站建设阶段4次飞行任务的宇航员乘坐组被选定,任务训练正在展开。 另外,中国第三批预备宇航员的选拔工作也将于今年7月左右完成。

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长征5号B火箭将承担发射空间站的核心室和实验室的重任。 在长征5号B火箭首次飞行任务完成技术方案验证后,长征5号B遥二至遥四任务先后完成空间站3个舱段的发射任务。

而且,今年长征五号系列火箭“家属”的使命重大,将执行三次发射任务。 继长征5号B火箭首次飞行之后,长征5号遥4火箭将于下半年发射我国第一枚火星探测器。 到年底,长征五号火箭将迎来第五次发射,嫦娥五号月球探测器将送到月球,实现月球表面的采样。

来源:零度新闻网

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