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选择“长三丙”发射“嫦娥二号”最经济实惠

     来源:中国航天报  发布时间:2010-10-01

长征三号甲系列运载火箭包含有长三甲、长三乙、长三丙三种火箭,由同一支队伍研制。至今,长三甲系列火箭已经连续发射35次。当提到“长三甲”、“长三乙”、“长三丙”这三位“老伙计”时,中国航天科技集团公司一院运载火箭系列总设计师龙乐豪院士亲切地称它们为“老大”、“老二”、“老三”。

选择“老三”事出有因2007年10月24日,“长三甲”亲自上阵,将嫦娥一号卫星送入大椭圆调相轨道,圆满完成了历史使命。时隔三年,要完成把“嫦娥二号”送入奔月轨道的重任,应该落到“哥仨”谁的身上呢?

经过严密的方案论证和专家讨论,长三丙运载火箭最终被确定用来执行“嫦娥二号”的发射任务。

龙乐豪院士介绍说,在长三甲系列运载火箭的家族中,论资历,“长三丙”不是最高的;论载重,它也不是最大的。这让人不禁满腹疑惑:“长三丙”究竟有怎样的优越之处,才得以越过两位“兄长”抢得头衔,担此重任的?

“选择‘长三丙’,是最稳妥、最经济也是最合适的方案。”龙乐豪说。

众所周知,嫦娥一号绕月探测卫星的发射任务是由“长三甲”完成的。一方面是因为“长三甲”可靠性和成功率都高,能够保证任务的圆满完成。另一方面,考虑到嫦娥一号绕月探测卫星的运行轨道采用的是调相轨道,高度相对较低,“长三甲”完全能够满足“嫦娥一号”发射的技术要求。而“嫦娥二号”承担着为探月工程中的关键技术进行验证的使命,再加上“嫦娥二号”的重量达到2480公斤,无论是从轨道参数等技术要求还是从载重要求来说,“长三甲”都难以担此重任。而“长三乙”的载重量对于嫦娥二号卫星的发射任务而言,又是浪费。在综合了多重考虑之后,“嫦娥二号”的发射任务才正式交付到“长三丙”的身上。

“老三”翻过两座“山”受任伊始,“长三丙”就面临着两项技术挑战:一是地月转移轨道设计和多窗口发射技术;二是准时发射技术,提高火箭的可靠性。这就决定了“长三丙”绝不仅仅是“老大”或“老二”的技术复制品,而必须要有技术创新和改进。

“面对两大技术考验,火箭研发团队并没有退缩,而是迎难而上,针对难题,各个击破。”龙乐豪说。

为了设计出合理科学的地月转移轨道,一院一部设计人员依靠丰富的弹道计算经验,精确地选定了运载火箭的变轨时机;又通过大量的模拟试验,对“嫦娥二号”的入轨精度和推进剂剩余量进行了稳妥可靠的分析,最终确定了最符合工程实际的发射轨道。横亘在长三丙火箭研制团队面前的一大技术难题迎刃而解。

“准时发射难”一直是低温火箭一个固有的问题,而“长三丙”三子级采用的推进剂是液氢液氧,正好也排在低温火箭的行列之中,准时性很难保证。“长三丙”的发射前操作非常复杂,而且容易出现很多意想不到的问题,而无论是排除故障的过程还是更换产品备份的过程都将耗费大量时间,从而有可能错过发射窗口,延误发射时机。因此,为了保证准时发射,研发团队对可能会影响火箭发射的产品和环节都一一进行了技术改进和创新,采取各种措施来保证按时发射。

针对箭体“出汗”的问题,长三丙火箭研发团队采取了防结露措施。当发射场天气炎热、气温较高时,如果将推进剂加入到箭体内,在箭体的表面和内部,如尾舱等处就会凝结出水珠。

而这些小小的水珠往往会造成不可估量的后果,导致舱段内电子器件的损坏、传感器失效、电路漏电等连锁反应,最终影响到发射任务的顺利进行。

“针对这一问题,研发团队努力攻关,对进箭口连接方式进行改进设计,极大地提高了防结露的效果。不管再热的天儿,箭体内部也