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中国首个航天日设立背后的那些事

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  中国首颗卫星“东方红一号”发射升空 中国首个航天日设立背后的那些事

  口述/ 龙乐豪(中国工程院院士、长征三号甲系列运载火箭总设计师)

  1970年4月24日21时35分,中国第一颗人造卫星“东方红一号”成功发射升空,标志着中国成为继苏联、美国、法国、日本之后,世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家。

  46年后,国务院批复同意自2016年起,将每年4月24日设立为“中国航天日”。“航天日”不是航天人过节,而是想让青少年关注科学,关注太空事业,强化社会尊重科学家的氛围。


  专家简介:龙乐豪,运载火箭与航天工程技术专家。武汉市人。现任中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师。曾任火箭总设计师兼总指挥、中国运载火箭技术研究院副院长、科技委主任、国家首次月球探测工程副总设计师。

  在4月24日中国首个航天日前夕,由北京科技记者编辑协会和北京科普专家协会联合举办一场科普讲座,讲座的名称叫“中国的火箭与航天”。由中国工程院院士,原中国运载火箭技术研究院长征三号甲系列总指挥、总设计师龙乐豪设计师讲述他的中国火箭与航天传奇故事。

  长征三号火箭让我们走在美国前面

  1965年1月份,当时根据周恩来总理的批示,要起动我们国家“651”工程,意思要发射中国第一颗人造卫星。

  1967年底,中央最后审定了中国第一颗人造地球卫星的方案,规定该卫星不小于150千克(最终确定为173千克),用长征一号运载火箭发射,并正式命名为东方红一号。该卫星上天后要“上得去、抓得住、测得准、看得见、听得到”。为此,后来想了不少办法,攻克了不少技术难关。

  1970年4月24日,长征一号运载火箭成功把东方红一号卫星发射升空。我国成为继苏联、美国、法国、日本之后世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家。

  由于东方红一号卫星重量特别重是173公斤,轨道也很高,这表明我们国家火箭起点比较高。1975年11月26日,长征二号运载火箭(CZ-2)成功将中国第一颗返回式卫星送入预定轨道。

  我国的火箭发展是按照自身规律制定的,高性能、可靠、廉价是主要目标。长征二号运载火箭(CZ-3)是典型代表,1975年3月31日“331工程”启动立项研制。在国内首次采氢氧高能推进剂火箭技术方案,攻克36项关键技术,经九年的奋斗,1984年1月29日首次发射部分成功,同年4月8日,再次发射圆满成功,创造了70天攻克氢氧发动机高空二次启动世界性难题记录。

  我是长征三号火箭总体主任设计师,当时三天三夜都没有睡觉,一天,我正在山里准备宵夜,突然有人跑过来和我说,“老龙不好,这火箭有情况。”我心里一惊。我一直担心长征三号火箭第二次启动不起来,所以采取好多措施启动起来,如果启动不起来,这个速度增量上不去,达不到每秒大概7.8公里(第一宇宙速度)左右进不到大椭圆轨道。我们解决了这个发动机第二次启动起来的问题,但好景不长,由于涡轮泵没有搞好,发射的卫星只有4300公里左右,但是设计要求是3.6万公里。

  当时国防科工委主任张爱萍将军给我们很多鼓励,做了好多实验。当时一大堆人在那儿分析数据、查原因,做修改方案,画图纸,然后北京制造,70天内长征三号火箭再起飞。长征三号火箭的成功发射使我们国家运载火箭的水平一下子跨入世界先进行列,当我们掌握了氢氧高能发动机高空二次启动,也走在美国的前面。

  1985年10月,我国宣布长征火箭投入国际商业发射。我国的对外主力运载火箭跟长征三号火箭“甲、乙、丙”这三个火箭到去年底一直进行了42次国际商业发射,将48颗卫星和12个搭载体送入轨道,在世界上也占有一席之地。

  我国已经成为世界第三个航天大国

  我国为适应环保需要,正在研制新一代运载火箭,如长征六号、长征七号和大型长征五号和其他型号,最重要是液氧、氢氧火箭。

  长征六号火箭在2015年9月20日发射成功,长征七号要预计今年5月份下旬运载,长征五号火箭也在今年秋天即将起飞,最后是长征九号,后面就要发展重型火箭。

  为适应快速发射的要求,长征11号火箭在2015年9月25日已经试运行成功,一次发射任务12小时就可以完成任务。还有更快的,空射固体小火箭,就把这个小火箭放在飞机小肚皮底下飞到一定高度,它按照自己的程序进行点火,这个可以在6个小时之内完成任务,应该说这都是有用的。

  我国研制了长征系列运载火箭,现在全世界共研究了四代、19种,服务的有12种运载火箭,至今已也发射了226次,成功发射了145颗卫星,这在世界排第二。综合起来看,我们国家已经成为世界第三个航天大国。

  今天年轻人都希望火箭很高挑,看起来很舒服,但是,全世界的火箭总设计师,不会把这个火箭设计那么高挑,一定要墩实一点,胖一点。这是因为高挑火箭容易引起火箭里面的软体共振,一共振这个火箭容易散架。

  我国的运载火箭的另外优势是运载系数比较高,达到了1.2%,这个系数在全世界占第一位。什么是运载第一位?这个火箭进入运载最大能力,处在火箭起飞这个质量,这个值叫运载系数,这个是非常重要的核心参数。就像举重运动员一样,比如我跟这位朋友举重,结果你的体重比我轻,哪怕你轻半克,但是你是冠军,我是亚军。这里有一个统计,1957-2015年,平均发射成功率是1.5%,中国长征火箭成功率是95.5%,接近96%,高于俄罗斯的93%,美国是88%,当然我们也有差距,现在也开始有一些进步。

  将中国自己的空间站送上太空

  我国今年将要发射神舟十一号飞船以及天宫号空间站,天宫号空间站由五大部分组成。中国计划在2020年前后建成自己的空间站,其整个重量90吨,可以扩展到100吨的规模。很可能国际空间站退役之后,它将是世界上唯一一个空间站。

  今后主要研制重型火箭,现在进行关键技术的攻关。按照原来的攻关形成不同的型号,最大高度93米左右,起飞重量400吨,起飞推力接近500吨。

  假如地球上人员真的不够,这个国家的航天技术比较发达,可以去太阳能空间站获取能量,就相当于把若干个长江三峡的水电站搬到36000平方公里的高空。这个前景应该是可行的,现在正在认证,我们也开始了探索。还有一些关键技术的解决,第一传输的效率,我们传输是100%。本身是以公里计这么大的管道,这个能量会不会对地球上的人员生命造成伤害,这需要研究。还有成本,现在的运载火箭成本,比如把电送到老百姓的家里成本贵了七八倍。

  人类登上火星是一个很庞大的工程。目前为止,用化学推进剂,如果把人送到火星去连续走18个月,那个要有点胆量,要有一点有去无回的思想准备,因为时间太长。但是专家会保证大家的安全,航天员的安全,但是还是尽可能缩短一些时间好。化学推进剂不行,要用核热推进剂,这可能缩短一半时间左右,燃点很高,这个就不说了。在六七十年代美国也做这个方面的探索。

  长征火箭成就了神舟飞天、嫦娥奔月、北斗组网等重大航天工程,孕育了航天精神,中国已成世界第三航天大国。

  以火箭为基础的航天技术已融入了百姓的日常生活,成为国家实力的核心标志。现代人几乎从起床到入睡都离不开航天技术,看电视、气象技术、导航。我刚来不知道这个地方,然后就要导航,导航告诉我怎么走。

  仰望星空,探索未来。中国的前景很美好,建造太阳能空间站,载人登月等应该是落实习主席“发展航天事业,建设航天的大国”的重要选项。

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