天舟一号发射任务进入决战阶段首次挑战“零窗口”

中国航天 · 2017-4-17 16:37:03

今天，经过约2个半小时的垂直转运，长征七号遥二运载火箭与天舟一号货运飞船组合体安全转运至发射区。

转运工作从早晨7时30分开始，平稳行驶约2个半小时后，长征七号遥二运载火箭与天舟一号货运飞船组合体垂直转运至发射区。　　据中国载人航天工程办公室消息，天舟一号货运飞船与长征七号遥二运载火箭等飞行产品自2月中旬陆续进入发射场后，按照飞行任务测试发射流程，于4月17日完成了总装测试等技术区各项工作。转运工作完成后，将在发射区开展天舟一号货运飞船与长征七号遥二运载火箭功能检查和联合测试工作，完成最终状态确认后，火箭加注推进剂，计划4月20日至24日择机发射。

天舟一号是我国自主研制的首艘货运飞船，将与天宫二号空间实验室完成交会对接，实施推进剂在轨补加，突破和掌握推进剂在轨补加等关键技术。天舟一号还搭载了非牛顿引力实验等10余项应用载荷，将在轨开展空间科学及技术实验和试验。　　新闻解读：长征七号运载火箭　　天舟一号飞行任务发射场区指挥部副指挥长毛万标：船箭组合体转运到发射塔架，意味着这次任务进入到了最后的决战阶段，目前发射场一切工作，进展顺利，我们已经为最后的加注发射阶段做好了准备。

目前，空间应用、测控通信、空间站等系统，已做好执行天舟一号飞行任务的各项准备工作。　　新动力运载能力再跃升　　长征七号火箭此次执行天舟一号货运飞船的发射任务，也是长征七号火箭去年首飞之后，首次执行空间实验室任务。作为我国新一代中型运载火箭，长征七号所采用的全新结构设计和动力系统能够大幅提升我国进入空间能力。那么，长征七号究竟新在哪里呢？　　长征七号火箭被誉为是中国航天进入太空的新动力。这款新型火箭总高度超过53米，起飞重量近600吨，从外观上看，长征七号和目前中国航天已有的火箭体型差别不大，还是3.35米直径的身材，但是它的运载能力却比我国其他型号的中型火箭得到了大幅提高。

航天科技集团一院长征七号运载火箭总指挥王小军：我们现在的运载火箭运载能力可以达到13.5吨，甚至是14吨。

以液氧和煤油作为燃料的大推力发动机，能够在点火后为长征七号提供高达720吨的起飞推力，不仅推力更大，而且燃烧产生的主要是二氧化碳和水，清洁环保。除了更大的推力，安全可靠对于运载火箭来说更是一项重要指标。　　王小军：我们现役的载人火箭设计的可靠性是0.97，新一代运载火箭设计之初，我们可靠性设计到0.98，跟以前的运载火箭提高了一个百分点。　　运载能力强，安全指数高，使长征七号能够承担发射我国目前体积最大、重量最重的航天器——天舟货运飞船的任务，这也是它首次执行空间实验室任务，为此，长征七号专门进行了适应性改进。　　王小军：我们这次发射的是飞船，它的重量和结构以及和火箭的接口都是不同的，针对这发任务，我们也对设计、分析、仿真重新做了工作，以便能够适应发射。　　而在未来我国建设、运营自己的载人空间站时，长征七号火箭将承担更多的任务。

王小军：在空间站建设过程中间，我们就要发射火箭飞船来支持空间站的建设。在空间站建设之后，进入空间站运营阶段，我们每年还要发射一到两次的火箭飞船，对我们整个空间站的运营阶段的整个空间活动提供一个补给。　　新设计将承担更多发射任务　　长征七号运载火箭是中国航天在成熟技术基础上的继承发扬，根据设计，它将承担未来中国航天多种类型的发射任务，承担更多的使命。　　长征七号可以说是为我国货运飞船量身定制的一款火箭，但是凭借它在同类型火箭中最强大的运载能力以及模块化、型谱化的设计方式，长征七号有多种改型。比如，捆绑在火箭主体四周的这四个小火箭叫做助推器，改变它们的数量，就能赋予长征七号不同的能力。

王小军：我们现在是四个助推器，我们可以取消两个助推，运载能力就降低到50%到60%，就是7吨左右的运载能力，未来长七还会研制液氢液氧的上半级，它就可以把卫星送到地球同步转移轨道，就是我们的通讯卫星的发射。

王小军介绍，目前无论是国内还是国外，航天发射中，中型运载火箭的需求都在日益增大，未来百分之七十的卫星、飞船等空间发射任务都将由中型运载火箭承担。长征七号火箭虽然不是中国运载火箭新家族中个头最大的，但却是任务最为繁重的。　　王小军：通过这种助推器的组合和上半级的组合，我们长七运载火箭未来就会有比较丰富的运载能力，可以把各种各样的卫星送到不同的轨道，来实现它系列化的一个发展。

长征七号通过发射货运飞船，与发射载人飞船的长二F火箭通过互补大大提高了我国载人航天在轨驻留试验能力，未来还可应用于载人发射，大幅提高载人飞行的能力。作为新一代中型运载火箭，长征七号与长征五号、长征六号火箭形成了中、大、小系列化、梯度合理、型谱较为完善的我国新一代运载火箭体系。　　新闻解读：天舟一号货运飞船垂直转运至发射区　　由于天舟一号飞船发射之后将与天宫二号空间实验室交会对接，所以选择发射时间极有讲究。专家介绍，此次发射天舟一号飞船，是“零窗口”发射，所以难度非常高，面临着极大挑战。那么，什么是“零窗口”发射呢？　　新能力首次挑战“零窗口”　　发射窗口是指运载火箭携带着航天器发射升空比较合适的一个时间范围，有的以小时计算，有的以天计算，在此期间火箭都可以发射。由于此次发射天舟一号飞船要和天宫二号空间实验室实现交会对接，对发射精度要求很高，因此，发射窗口不是一个时间范围，而是一个确定的时间点，一秒都不能差，这就是航天人所说的“零窗口”，这对于火箭和发射场系统的可靠性提出了很高的要求。

王小军：因为零窗口发射，因为火箭组成是一个很复杂的系统，由大量的系统组成。另外，在射前的操作、流程也是非常复杂。在这个工作过程中间任何一个环节出了问题，我们就在保证零窗口发射中都会存在一定的困难。　　新技能雨中照常发射　　除了火箭本身的原因外，海南多雨的天气也成为影响火箭准点起程的重要因素。设计人员在研制长征七号之初，就为它增加了“防雨防水”这项本领，使它成为我国第一款能在中雨条件下发射的运载火箭，保证了在恶劣天气下也能实现零窗口发射的能力。　　除了海南文昌发射中心，中国目前投入使用的发射场基本都处于我国中、西部地区，干燥少雨。而由于长征七号火箭是在海南文昌发射，这里潮湿多雨的气候和火箭里面的低温燃料，使得“防水”的需求首次出现在中国运载火箭的研制中。那么，怎么做才能让火箭不怕水呢？来看看设计师们是怎样解决这个难题的。　　长征七号的燃料中，包括了零下183℃的液氧，在箭体中注入这种低温燃料后，火箭就会内冷外热，碰上海南的潮湿空气，火箭箭体上就会凝结大量的水，就像人出汗一样。

航天科技集团一院长七火箭型号总体副主任设计师刘立东：我们防水的主要方法其实很简单，两种，一种是疏导，我们可能疏导冷凝水也好，雨水也好，我们可能这种方法更有效，但有些地方我们可能采用封堵，比如箭体结构上的一些铆接的缝隙，或者我们对接的一些缝隙。　　由于火箭中使用了大量的电子元器件，一旦被水浸透，就可能出现短路损毁，所以必须从内到外，设置多道防水屏障。　　央视记者吴杰：为了应对海南潮湿多雨的气候，长征七号上还采用了很多独特的设计，比如我身边这个是火箭的整流罩，上面有一个空调通风口，通风口的边上有这样一个凸起的结构，这就相当于给通风口搭了一个雨棚，遇到下雨的时候，雨水就不会从这里进到火箭内部了。

除此之外，包括对细小部件本身的防水处理、甚至火箭内部潮湿空气的干燥措施等等，长征七号对“水”的防护可以说武装到了螺栓，甚至连看似无懈可击的接缝，也都有专门的保护手段，这也使得长征七号，成为中国第一款可以在中雨条件下正常发射的火箭。　　刘立东：这个防水胶既能耐高温，也有非常好的弹性变形，还有非常好的操作工艺性，还有我们这个保存期啊等等方面，相当于我们火箭的特色吧，是我们专门针对防水措施提供的措施。

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