“胖五”发射成功,对中国意味着什么?

“胖五”发射成功,对中国意味着什么?

2019年12月27日20时45分,长征五号遥三运载火箭在中国海南文昌航天发射场点火升空,约2220秒后,实践二十号卫星成功分离,进入近地点192千米、远地点6.8万千米的预定轨道,任务取得圆满成功。

在2019年只剩最后四天的时候,被网友昵称为“胖五”的长征五号复出。从遥二的失败到遥三的“王者归来”,中国航天人用了整整908天的时间。那么,此次长征五号运载火箭发射成功对中国意味着什么?


中国进入世界航天第一梯队

按照运载能力划分,运载火箭分为小型、中型、大型和重型四类。由于各国运载火箭技术发展阶段存在差异,即使同一国家的不同历史阶段,对运载火箭的规模定义也是不同的。

在我国,一般将近地轨道运载能力2吨及以下的火箭称为小型运载火箭,近地轨道运载能力2-20吨的火箭称为中型运载火箭,近地轨道运载能力20-50吨的火箭称为大型运载火箭,近地轨道运载能力50吨级及以上的火箭称为重型运载火箭。

“胖五”发射成功,对中国意味着什么?

世界现役的大型运载火箭,从左到右分别是:重型猎鹰、重型德尔塔-4、长征五号、质子-M和阿里安5。

目前近地轨道运载能力达到20吨级别的大推力运载火箭已经成为航天器发射的主力军。当前各国这一级别的运载火箭包括美国的“德尔塔-4”、“宇宙神5号”(又译阿特拉斯-5)、“猎鹰9号”运载火箭,欧洲的“阿里安5”运载火箭,俄罗斯的“质子号”、“安加拉A5”和日本的H-2B运载火箭。

随着位于海南岛的文昌航天发射场的建成和长征五号系列运载火箭的问世,中国具备了将1.2吨至25吨的有效载荷送入近地轨道,1.8吨至14吨的有效载荷送入地球同步转移轨道以及重达8吨的有效载荷送入地月转移轨道的能力,其数值意味着中国运载火箭在大型运载火箭中走在世界前列。长征五号因此成为亚洲国家研发成功的最大也是最先进的运载火箭。

航天活动的基础是运载火箭,在运载火箭方面的巨大进步意味着中国已经进入世界航天第一梯队,扩大了对第二梯队中的欧盟及日本的领先优势。


中国航天发射综合能力更加高效、成熟

火箭的发射离不开发射场。据介绍,早在1970年代,中国在进行航天发射场选址时,就曾对在海南岛建设航天发射场进行过评估,海南一度被列为当时最佳选之一。但因为当时国际形势较为复杂,只能选择在西部偏远地区建设卫星及导弹的发射试验场。

酒泉、太原、西昌航天发射场建在戈壁、高原或深山,存在商业开放度不够、航天发射互补能力不足、大直径火箭运输受到交通条件制约等问题。

“胖五”发射成功,对中国意味着什么?

图片来源:海南日报

相比这3个卫星发射中心,文昌具有三大优势:

首先,文昌航天发射场地处低纬、节约能耗。

海南岛是中国陆地纬度最低、距离赤道最近的地区。火箭发射场距离赤道越近、纬度越低,发射卫星时就越可以尽可能利用惯性产生的离心现象,因此所需要的能耗也越低,使用同样燃料可以达到的速度也更快。

在海南发射地球同步卫星比在西昌发射时火箭的运载能力提高10%至15%,有效载荷提高300多公斤(目前国际上每公斤有效载荷的发射价格约为两万美元)。火箭从文昌发射后的夹角为19度,而从西昌发射后的夹角为为27度,仅仅在校正夹角上,文昌发射场与西昌发射中心相比,节省的燃料就可以让卫星多运行3年。

第二,文昌航天发射场还拥有射向范围广的优势。

文昌发射场射向覆盖90度至175度,射向1000公里范围内均为海域,火箭航区、残骸落区安全性良好。在酒泉、太原、西昌发射中心,每次发射火箭,都要临时迁移大批居民,以防止第一级火箭坠落时对当地居民造成伤害。而文昌发射场距离海边近,火箭发射第一级火箭坠落于南海,既可以避免对居民人身安全的伤害,也可以避免地面财产的损失。

“胖五”发射成功,对中国意味着什么?

2016年11月3日,海南文昌发射场发射塔。图片来源:图虫创意

第三,文昌航天发射场运输条件更便利。

尤其对于不便于公路和铁路运输的大型重载火箭,文昌发射场具有位处沿海的地理优势。中国研发、生产的直径5米的新一代火箭可以过海运直达发射场附近码头。承揽发射的其他国内外航天器,也可以通过航空运输、海上运输运抵发射场,有利于改善中国的航天发射环境,提高商业竞争力,使中国更多地承接国际商业发射任务。

文昌发射场建成后,中国航天发射场形成了沿海和内陆相结合、高低纬度相结合、各种射向范围相结合的新格局,极大提高了中国航天发射的综合能力。


不断完善的卫星天网

此次成功发射也增强了中国在轨卫星的实力。

长征五号遥三运载火箭发射升空后把实践二十号卫星送入了预定轨道。实践二十号卫星是地球同步轨道新技术验证卫星,将验证东方红五号新一代大型卫星平台关键技术,并实施多项新技术验证工作,将开展地球同步轨道通信广播业务。

“胖五”发射成功,对中国意味着什么?

到目前为止,中国的在轨卫星数量仅次于美国,排名世界第二。随着实践二十号卫星的上天,中国的卫星数量和实力又得到进一步提升。

需要特别指出的是,本次任务的成功,意味着我国具备发射更重的航天器或将航天器送向更远深空的能力,是实现未来探月工程三期、首次火星探测任务、载人航天等国家重大科技专项和重大工程的重要基础和前提保障。中国迈向星辰大海的步伐将因此显得更加稳健有力。

长征五号遥二火箭失败后的第908天,也是长征五号遥三火箭成功的第一天。中国航天人实现了一个“小目标”,并继续向更大的目标迈进。

随着长征五号再次发射成功,中国工业三大名片之一的中国航天将会发出更加耀眼的光芒,更多民众也会享受到航天时代人类的文明成果。这也是中国作为新兴大国向全世界提供的公共产品之一,是中国承担大国责任的又一例证。

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