圖為中國運載火箭技術(shù)研究院的科研人員對即將發(fā)射的長征三號甲火箭進行最后一次仔細檢查。易淵攝
2010年12月18日4時20分,長征三號甲火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空,成功將北斗導航衛(wèi)星送入預定軌道。這是自1970年長征一號火箭發(fā)射東方紅一號衛(wèi)星以來,我國長征系列火箭的136次飛行,也是中國運載火箭技術(shù)研究院抓總研制生產(chǎn)的長征系列火箭第100次飛行。
與美俄等發(fā)達國家相比,我國的火箭差距何在?今后將面臨怎樣的國際競爭?我國還要研制什么樣的火箭?中國運載火箭技術(shù)研究院的專家做出了解答。
從幾個月發(fā)射1次到1年發(fā)射10多次 中國火箭進入高密度發(fā)射階段
人們不會忘記這歷史性的時刻:1970年4月24日,中國第一枚火箭托舉東方紅一號人造地球衛(wèi)星在戈壁深處發(fā)射升空,火箭橘紅色的尾焰上方,醒目的標志——“長征”二字令人振奮。從此,一條具有中國特色的自主創(chuàng)新發(fā)展之路,從中國運載火箭技術(shù)研究院向太空延伸。
站在2010年的時間點上,回首風雨“長征”路,長征系列運載火箭在研究院里走過了從無到有,從串聯(lián)到捆綁、從一箭單星到一箭多星、從常規(guī)推進劑到低溫推進劑、從發(fā)射衛(wèi)星到發(fā)射載人飛船和月球探測器的技術(shù)跨越。
繼長征一號首次成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星后,在長征二號基礎(chǔ)上研制的長征三號丙火箭收獲了首個“金牌火箭”的稱號。1990年,長征三號運載火箭發(fā)射美國休斯公司研制的亞洲一號通信衛(wèi)星獲得成功,中國航天從此踏入國際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務市場。
曾任長征三號總設(shè)計師的謝光選院士清楚地記得,美國衛(wèi)星與國產(chǎn)衛(wèi)星在入軌方式上有所不同,研究院要研制出與之適應的運載火箭,要解決低溫火箭發(fā)動機在高空失重條件下二次點火等重大技術(shù)難題。“掌握這種發(fā)射同步定點通信衛(wèi)星的技術(shù)是中國運載火箭技術(shù)的一個重大突破。”謝光選說。
2003年10月15日,長征二號F運載火箭托舉著神舟五號載人飛船把航天英雄楊利偉送入太空,我國首次載人航天飛行取得圓滿成功。這使我國成為世界上第三個自主掌握載人航天技術(shù)的國家。有了長征系列火箭的托舉,太空迎來了中國的璀璨群星。今年10月1日18時59分57秒,在舉國歡慶祖國61歲華誕之際,中國運載火箭技術(shù)研究院研制的長征三號丙火箭成功將嫦娥二號衛(wèi)星送入地月轉(zhuǎn)移軌道,為祖國獻上了一份厚禮,標志著我國在深空探測方面又邁上新臺階。
如今,長三甲系列火箭已成功實現(xiàn)了由單件、小批量生產(chǎn)向批量生產(chǎn),由研制向研制生產(chǎn)并重,由試驗型向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重大轉(zhuǎn)變。從原來的幾個月甚至一年發(fā)射1次,到現(xiàn)在的一年10多次發(fā)射,中國運載火箭進入到了真正的高密度發(fā)射階段,長征系列運載火箭走上了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之路,太空經(jīng)濟時代已經(jīng)來臨。
面對多型號并舉、多領(lǐng)域競爭等火箭產(chǎn)業(yè)新特點 力爭10年左右時間趕上航天強國
中國運載火箭技術(shù)研究院運載火箭第一個50次發(fā)射走過了28年的歷程,第二個50次發(fā)射歷經(jīng)12年時間。專家預言,第三個50次發(fā)射預計將在未來5年內(nèi)完成。
然而,放眼群雄并起的世界航天大舞臺,我國的火箭產(chǎn)業(yè)任重而道遠。我們與世界航天大國在火箭技術(shù)領(lǐng)域還有一定差距,面對多型號并舉、多領(lǐng)域競爭和高強密度發(fā)射的火箭產(chǎn)業(yè)化新特點,中國運載火箭技術(shù)研究院必須站在更高的起點上。
不僅如此,中國研制的運載火箭對地面測試操作的需要相對比較復雜。據(jù)專家介紹,美國波音公司、洛克希特·馬丁公司等宇航公司已經(jīng)進行了大規(guī)模的數(shù)字化設(shè)計和生產(chǎn);波音公司的德爾它Ⅳ火箭發(fā)射周期為5至8天,而中國運載火箭技術(shù)研究院研制的長征系列火箭發(fā)射周期需要21天左右。而且,國外已經(jīng)形成了成熟的軟件產(chǎn)業(yè),我國數(shù)字化建設(shè)起步較晚,軟件產(chǎn)業(yè)也剛剛起步,需要幾年的實踐進行儲備。
專家認為,中國火箭在數(shù)字化設(shè)計能力、集成優(yōu)化設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、未來航天運輸系統(tǒng)預先研究等方面,還需要加緊探索和突破。
今后,我國航天事業(yè)還將面臨更加嚴酷的競爭,包括日本、歐洲、印度、巴西、烏克蘭等。 面對差距,中國并沒有氣餒。有關(guān)火箭專家表示:雖然與美俄火箭技術(shù)存在較大差距,但通過不懈努力,中國完全可以用10年左右的時間趕上美俄。
除了“高標準、高質(zhì)量”,還要練就“火箭速度” 長征五號將飛向更深遠太空
面對世界航天新的發(fā)展勢頭和激烈競爭,中國航天人除了“高標準、高質(zhì)量”這一法寶外,還要練就研制與生產(chǎn)的“火箭速度”,以及適應高強密度發(fā)射的科研管理模式。
為此,研究院創(chuàng)造性地將系統(tǒng)工程理論應用于航天型號管理,建立了型號研制管理體系,并構(gòu)建了以總體設(shè)計為龍頭、分系統(tǒng)與單機環(huán)環(huán)相扣的技術(shù)體系、綜合統(tǒng)籌的計劃體系和系統(tǒng)規(guī)范的質(zhì)量管理體系,“生產(chǎn)一代、研制一代、預研一代、探索一代”的科研創(chuàng)新模式已經(jīng)形成。
研究院黨委書記梁小虹說:“組批生產(chǎn)要求管理科學化,對未來三年火箭的滾動計劃要進行專題研究。要加快多系統(tǒng)耦合能力建設(shè),形成工程化、系統(tǒng)化;在設(shè)計上多使用仿真軟件進行模擬;在數(shù)據(jù)管理上建立相應的數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)管理。由簡入繁,由點到面,由戰(zhàn)術(shù)到戰(zhàn)略,由設(shè)計到生產(chǎn),逐步實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計、生產(chǎn)、試驗和管理。”
為適應國內(nèi)外應用衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展與衛(wèi)星應用市場的需要,以及未來我國載人航天工程空間實驗室、月球探測工程、北斗導航工程等實際需要,一路高歌的運載火箭研制者們已把目光投向更加深邃浩瀚的太空,新一代運載火箭長征五號正在研制過程中,發(fā)射大推力運載火箭的發(fā)射場已開工建設(shè)。
長征五號是我國研制的新一代無毒無污染、高性能、低成本和大推力運載火箭,與歐洲阿麗亞娜5型火箭基本同級。已突破多項關(guān)鍵技術(shù),進入實質(zhì)研制階段,將于2014年首發(fā),運載能力比之前火箭提升一倍。長征五號的研制是中國第一個不以單一衛(wèi)星運輸為背景而研制的火箭,它是瞄準中國航天未來20到30年的需要規(guī)劃研制的一個系列火箭群。
伴隨著中國航天由任務型向任務能力型的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型,對國民經(jīng)濟的影響力也正在與日俱增,帶動了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、光電技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)等高新技術(shù)群體性的崛起。研究院院長李洪表示,在“二次創(chuàng)業(yè)”的征程中,我們將以開放、創(chuàng)新、融合的心態(tài),努力創(chuàng)造更加輝煌的未來。