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第9章 “长征”火箭的不凡之路(1)

运载火箭是当今人类航天科技、工业的核心技术和主要航天运载器,是一国航天能力的重要标志。

在我国运载火箭的发展初期,探空火箭的研制占有重要的地位,尽管它是结构简单的无控火箭,但却是新中国成立后的第一枚真正的火箭。从1958年开始,我国陆续研制出包括生物、气象、地球物理、空间科学试验等多种类型的探空火箭。

由我国独立研制的“长征”系列运载火箭是中国航天的主力运载工具。“长征”系列运载火箭有4大系列12个型号,包括长征一号、长征二号、长征三号和长征四号等,构成了具有中国特色的“长征”运载火箭家族。

经过不断发展,长征系列运载火箭具备了发射低、中、高不同轨道和不同类型卫星的能力,实现了从低温推进到常温推进、从串联到捆绑、从“一箭单星”到“一箭多星”、从发射卫星载客到发射载人飞船的不断跨越。

长征:一个响亮的名字

长征是中国共产党历尽千辛万苦、走向胜利的奋斗过程,也是中国漫漫历史长河里的重要事件。同时,长征也是新中国成立后,科技事业蓬勃发展,航天工业欣欣向荣的代名词。新中国成立后,我国自力更生、艰苦奋斗,自主研制的运载火箭就用“长征”来命名了。很多人包括很多国外的航天专家,一提到中国的“长征”火箭,都会竖起大拇指,赞不绝口。

“长征”火箭的不凡之路“长征”火箭是怎么来的呢?这一直是个神秘的话题,和国外许多运载火箭一样,中国的运载火箭也是由远程战略导弹改进并逐步发展而来的,从一产生就披着一层高度机密的面纱。

1956年,国防部第五研究院成立后,在钱学森院长的带领下,展开了地地弹道导弹的相关研究工作。那时候,研究人员大都是军人,得知自己要从事中国的导弹研制工作之后都很兴奋,但为了保守秘密却不能对任何人说,包括家人。最初的10年,导弹研究工作红红火火开展,并成功研制了多种型号的弹道导弹。到1965年,以中远程弹道导弹“东风四号”为基础,中国火箭的研制工作全面展开。1966年,钱学森、王秉章与当时的国防科学工业委员会的罗舜初以及中国科学院的张劲夫、裴丽生等,一同研究确定了中国的第一颗人造地球卫星的名字“东方红一号”。用来发射“东方红一号”的运载火箭就被命名为“长征一号”。从那时候开始,中国的运载火箭就拥有了“长征”这个响亮的名字。

“长征”火箭是中国具有自主知识产权的品牌产品,能够发射高、中、低不同轨道和不同类型的卫星,具备较强的国际竞争力。

随着经济全球化及信息社会的到来,人类将进一步开发和利用宇宙资源,高技术航天器的蓬勃发展对运载火箭提出了更高的要求。规划和发展中国新一代运载火箭技术,必将加速我国空间技术的进步,也将带动我国众多领域科学技术的发展,同时,对于中国综合实力的提高、国际地位的增强也将产生重大影响。新一代运载火箭是以“通用化、系列化、组合化”为设计原则,按照“一个系列、两种发动机、三个模块”的发展思路进行研制的火箭系列。

“长征”系列运载火箭采用无毒、无污染推进剂,是典型的绿色环保火箭。具有模块化设计、批量生产、生产和发射周期短、成本低、可靠性高的特点。新一代运载火箭系列可以通过组合不同的模块,形成运载能力各异的火箭,能够将1.2吨至25吨的有效载荷送入近地轨道,将1.8吨至14吨的有效载荷送入地球同步转移轨道。新一代运载火箭系列适应能力强,能够满足未来30至50年国内外航天市场的需要,可以使中国运载火箭实现升级换代,并推动产业化进程,实现跨越式发展,从而全面提升中国运载火箭的国际竞争能力。

“长征一号”运载火箭1970年4月24日,我国用“长征一号”三级运载火箭成功地发射了第一颗人造地球卫星。1975年11月26日,用更大推力的“长征二号”运载火箭发射了可回收的重型卫星。1980年5月18日,向南太平洋海域成功发射了新型火箭。1982年10月,潜艇水下发射火箭又获成功。1984年4月8日,用第三级装液氢液氧火箭发动机的“长征三号”运载火箭成功地发射了地球同步试验通信卫星。1988年9月7日,用“长征四号”运载火箭将气象卫星成功地送入太阳同步轨道。1992年8月14日,新研制的“长征二号E”捆绑式大推力运载火箭又将澳大利亚的“奥赛特B1”卫星送入预定轨道。这些都表明中国在现代火箭技术领域已跨入世界先进行列,并已稳步地进入国际发射服务市场。

从1970年4月开始,至1999年11月,中国运载火箭技术研究院研制的“长征”系列运载火箭就已进行了59次发射,成功地将50颗国内外卫星送入轨道。除了满足国内用户的需要外,自上世纪80年代后期就已进入国际发射服务市场,先后为用户发射了24颗外星,包括“长征二号丙改”火箭的5次发射,成功将2颗铱星拟星、8颗铱星送入预定轨道,取得了显著的社会效益和经济效益。

我国成功地发射了第一颗人造地球卫星的新闻“长征”系列运载火箭的技术性能和可靠性指标已达到国际的先进水平,并且还在不断提高和完善,将更好地为和平利用空间事业做出应有的贡献。

“长征”火箭进入世界先进行列的重要标志,可以用“五、四、三、二、一”这样一组数字来概括:

1984年“长征三号”运载火箭成功发射通信卫星,标志着我国火箭技术已经跨入世界先进行列。从当时国外公开报道的资料看,我国成为世界上第五个具有独立研制和发射地球同步通信卫星能力的国家;发射1.45吨重的通信卫星,从运载能力上居世界第四位;掌握并使用低温高能推进剂(液氢液氧),居世界第三位;解决了发动机高空二次启动技术,居世界第二位;发射商业卫星费用低廉,居世界第一位。

目前,中国“长征”火箭已经发展成了一个“大家族”。“长征”火箭家族,包括最早研制成功,发射中国第一颗人造卫星“东方红一号”的“长征一号”火箭;多次投入国内外发射市场的“长征二号丙”和“长征三号甲”系列火箭;已两次实现载人航天并将三位中国宇航员送入太空的“长征三号F”火箭;还有“长征四号”火箭等。运载能力也从300千克到近9000千克不等,发射的轨道从对地观测的低地球轨道、太阳同步轨道,发展到地球同步转移轨道,入轨速度从每秒7800米增加到每秒10320米。

当然,“长征”火箭家族的发展并不是一帆风顺的,在整个过程中既有成功也有失败,是中国几代航天人共同努力、刻苦攻关,突破一个又一个技术难关,一步一个脚印走过来的。事实证明,它的发展过程就是一部新时期的航天长征史。

如今30多年过去了,中国研制成功的12种型号“长征”系列运载火箭,覆盖了近地轨道、太阳同步轨道、地球同步静止轨道的全部轨道范围,运载能力大幅度提高,适应了发射不同轨道和不同重量人造卫星的要求。中国已经拥有了酒泉、西昌、太原三座发射基地,运载火箭的发射和测控技术达到了世界先进水平。

在进军太空的过程中,中国的“长征”系列火箭早已闻名遐迩,跻身于世界先进行列。它作为中国现代化建设伟大成就的象征,傲然屹立于世界民族之林。

知识点近地轨道

近地轨道,又称低地轨道,是指航天器距离地面高度较低的轨道。近地轨道没有公认的严格定义。一般高度在2000千米以下的近圆形轨道都可以称近地轨道。由于近地轨道卫星离地面较近,绝大多数对地观测卫星、测地卫星、空间站以及一些新的通信卫星系统都采用近地轨道。

钱学森:中国航天事业的奠基人

钱学森钱学森,中国著名物理学家,世界著名火箭专家。浙江杭州人,生于上海,汉族,博士学位。

1934年毕业于交通大学机械工程系(今西安交通大学机械工程学院前身的一部分)。1934年暑假,他从交大毕业,考取了清华大学公费留学。

1935年8月的一天,钱学森从上海乘坐美国邮船公司的船只离开祖国。黄浦江浊浪翻滚,望着渐渐模糊的上海城,钱学森在心中默默地说:“再见了,祖国。你现在豺狼当道,混乱不堪,我要到美国去学习技术,他日归来为你的复兴效劳。”

钱学森到美国进入了麻省理工学院航空系,学习成绩一直名列前茅。学工程要到工厂去实践,可当时美国航空工厂歧视中国人,所以一年后他开始转向航空工程理论,即应用力学的学习。1936年10月,他转学到加州理工学院。

坐落在洛杉矶市郊帕萨迪纳的加州理工学院航空系,有一位大名鼎鼎的空气动力学教授冯·卡门,他是匈牙利人。20世纪30年代初,航空科学还处于襁褓之中。冯·卡门当时是这一领域的顶尖人物,后来被誉为“超音速飞行之父”。1970年,月亮上的某一陨石坑被冠以他的名字。

钱学森是慕名而去的,冯·卡门抬头仔细打量着这位仪表庄重的东方年轻人,他提出几个专业问题让钱学森回答,钱学森稍加思索便准确地回答了他的所有提问。

冯·卡门暗自赞许:这个年轻人思维敏捷而又富有智慧。于是高兴地收下了这位学生。

学习和研究工作是非常紧张的,钱学森每天工作十几个小时,半天时间看书,半天时间讨论,晚上继续苦战。3年后,他以优异成绩获博士学位并留校任教,成为冯·卡门的得力助手。这期间,他不仅掌握了空气动力学的根本知识,而且已经处在了这门科学的最前沿。1939年,他研究航空结构,只用了一年时间,就取得了突破性的成就。

1938年,钱学森在美国从事空气动力学研究到加州理工学院的第二年,钱学森认识了研究火箭技术的同学F·J·马林纳。经马林纳介绍,钱学森参加了当时加州理工学院的马列主义学习小组,得识该小组的书记、化学物理助理研究员威因鲍姆。在小组里,钱学森同大家一起学习了恩格斯的《反杜林论》;每星期例会经常讨论时事。

鉴于钱学森研究工作的出色成绩和美国战时军事科学研究的需要,他得以参加机密性工作。1944年,美国军方委任冯·卡门教授为首,马林纳为副,大力研究远程火箭。钱学森负责理论组,把林家翘、钱伟长也请了来,进行弹道分析、燃烧室热传导、燃烧理论研究等工作。与此同时,钱学森还担任了航空喷气公司的技术顾问。

1945年初,他还被美国空军聘为科学咨询团团员。这一时期,他取得了在近代力学和喷气推进的科学研究方面的宝贵经验,成为当时有名望的优秀科学家。

第二次世界大战结束时,美国空军高度赞扬钱学森为战争的胜利作出的“巨大的贡献”。美国专栏作家密尔顿·维奥斯特认为,钱学森已是“制定使美国空军从螺旋桨式向喷气式飞机过渡,并最后向遨游太空无人航天器过渡的长远规划的关键人物”,“是帮助美国成为世界第一流军事强国的科学家银河中一颗明亮的星”。

1945年初,钱学森成为以冯·卡门为团长的空军科学咨询团的成员。德国投降后,他随该团的考察小组到欧洲考察航空和火箭技术。1946年暑期,钱学森离开加州理工学院,再到麻省理工学院任副教授,专教空气动力学专业的研究生。

1947年初,36岁的钱学森成为麻省理工学院的正教授。在受监控期间,除教学外,他仍未放弃学术研究,在1953年发表了《从地球卫星轨道上起飞》,为低推力飞行力学奠定了基础,并于1954年出版了《工程控制论》一书。1955年回国前他向冯·卡门告别时,冯·卡门激动地说:“你现在在学术上已超过了我!”

从1935年到1955年,钱学森在美国整整居住了20年。这期间,他在学术上取得了辉煌的成就,生活上享有丰厚的待遇,工作上拥有便利的条件。然而,他始终眷恋着生他养他的祖国。他在写给父亲的信中,不止一次地发出“旅客生涯作到何时”的感叹。

1949年10月1日,新中国在隆隆的礼炮声中诞生了。此刻,钱学森埋藏心底很久的愿望越发强烈起来:早日回到祖国去,用自己的专长为祖国建设服务。他向留学生们袒露了心迹。留学生中有人劝道:“祖国刚解放,要钱没钱,要设备没设备,现在回去搞科学研究,只怕有困难。”钱学森诚恳地说:“我们日夜盼望着的,就是祖国能够从黑暗走向光明,这一天终于来到了。祖国现在是很穷,但需要我们大家——祖国的儿女们共同去创造。我们是应当回去的。”

钱学森和夫人蒋英按捺不住内心的喜悦,商量着早日赶回祖国,为自己的国家效力。此时的美国,以麦卡锡为首对共产党人实行全面追查,并在全美国掀起了一股驱使雇员效忠美国政府的歇斯底里狂热。钱学森因被怀疑为共产党人和拒绝揭发朋友,被美国军事部门突然吊销了参加机密研究的证书。这使他非常气愤。钱学森以此作为要求回国的理由。然而,钱学森万万没有想到,他的回国夙愿竟酿成了一场劫难!美国海军部次长恶狠狠地说:“他知道所有美国导弹工程的核心机密,一个钱学森抵得上5个海军陆战师,我宁可把这个家伙枪毙了,也不能放他回红色中国去!”

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