6月25日，我國在新建的海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心用全新研制的長征七號運載火箭托舉“升級版”太空擺渡車——遠(yuǎn)征一號甲上面級，將多用途飛船縮比返回艙等多種載荷成功送入預(yù)定軌道，拉開了我國載人航天工程空間實驗室任務(wù)的序幕。

6月25日，一個令國人期盼已久的日子。

北緯19度，東經(jīng)110度，一個讓世界目光聚焦的方位。

隨著發(fā)射場系統(tǒng)01號指揮員一聲令下，中國新一代運載火箭長征七號在“新開張”的海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。

6月26日15時41分，由長征七號運載火箭搭載升空的多用途飛船縮比返回艙安全著陸，2米多高的個頭安穩(wěn)地躺在中國西北的沙漠戈壁上，開啟了中國載人航天工程又一個新的序幕。

長征七號的成功“首秀”推動了我國航天發(fā)射綜合能力實現(xiàn)歷史性跨越，標(biāo)志著我國由航天大國向航天強(qiáng)國邁出了關(guān)鍵一步，在中國航天發(fā)展史上具有里程碑式的重大意義。

六“新”耀星空

“除了腰圍沒變，其他都變了?！遍L征七號運載火箭副總指揮張濤不止一次對媒體這樣介紹長征七號。相比功勛卓著的長征四號，長征七號外形和尺寸大致相似，助推器直徑仍是標(biāo)準(zhǔn)的2.25米，芯級直徑為3.35米，但中國運載火箭技術(shù)研究院的專家強(qiáng)調(diào)，“這是一枚全新的火箭”，甚至用“新動力、新布局、新環(huán)境、新結(jié)構(gòu)、新體制、新測發(fā)”六新來形容這個長征火箭家族里的小弟弟。

新動力——長征七號最根本的變化來自動力系統(tǒng)。它采用了液氧煤油發(fā)動機(jī)等新技術(shù)，一舉將我國中型運載火箭低軌道的運載能力由8.6噸提高至13.5噸，達(dá)到國外同類火箭先進(jìn)水平。此外，液氧和煤油燃燒產(chǎn)生的二氧化碳和水不會對環(huán)境造成任何污染。

新布局——長征七號的助推器長約27米，接近我國現(xiàn)役火箭助推器的2倍，這種改變也需要對火箭的設(shè)計進(jìn)行全面的更新。張濤表示，在傳統(tǒng)的上、下兩支點捆綁基礎(chǔ)上，長征七號創(chuàng)新性地采取上、中、下三支點捆綁技術(shù)，有效改善了力學(xué)特性。

新環(huán)境——長征七號運載火箭采用新型的多臺大推力發(fā)動機(jī)并聯(lián)工作，隨之而來的是它的飛行環(huán)境較以往惡劣。張濤指出，長征七號飛行最大熱流密度達(dá)到現(xiàn)役火箭的約1.5倍，這給火箭的防熱設(shè)計帶來了嚴(yán)峻考驗。

新結(jié)構(gòu)——長征七號采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和全三維設(shè)計制造技術(shù)，應(yīng)用了高效率的等邊三角形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，打通了從設(shè)計到制造的全三維流程，標(biāo)志著我國運載火箭邁入全生命周期數(shù)字化的大門。

新體制——長征七號采用具有備份保障的“1553B總線控制”，同時利用測量船、測控站和中繼衛(wèi)星進(jìn)行多重測控。

新測發(fā)——采用“新三垂”測發(fā)模式，即垂直總裝、垂直測試、垂直轉(zhuǎn)場。張濤稱，新型活動發(fā)射平臺規(guī)模將達(dá)到現(xiàn)役火箭的2倍，可實現(xiàn)火箭和設(shè)備整體同時轉(zhuǎn)運，到達(dá)發(fā)射工位后簡單準(zhǔn)備即可點火發(fā)射，大大縮短發(fā)射占位時間，增強(qiáng)了運載火箭的發(fā)射適應(yīng)性。

另外，針對海南溫度高、濕度高、風(fēng)力大的氣候特點，長征七號運載火箭在防水以及防風(fēng)等方面也做了優(yōu)化，不僅能保證在中雨條件下進(jìn)行發(fā)射，還能保證火箭在發(fā)射過程中抵抗8級至9級的臺風(fēng)。

搭載6類7項新型載荷

長征七號運載火箭載荷組合體由遠(yuǎn)征一號甲上面級、多用途飛船縮比返回艙、遨龍一號空間碎片主動清理飛行器、2個天鴿飛行器、在軌加注實驗裝置和翱翔之星等6類7項載荷組成。這些載荷均為首次發(fā)射，將由遠(yuǎn)征一號甲上面級作為演示平臺，開展19項科學(xué)驗證。

這6類載荷是從中國載人航天辦公室向全國征集到的30多項載荷中優(yōu)化組合選取的。征集工作從2013年底開始進(jìn)行，選取原則包括：一是技術(shù)要與和平利用空間、載人航天密切相關(guān)；二是技術(shù)具備前瞻性和創(chuàng)新性；三是各類載荷組合后能模擬貨運飛船的質(zhì)量、尺寸等要素。

遠(yuǎn)征一號甲太空擺渡車

2015年3月30日，我國首個“太空擺渡車”遠(yuǎn)征一號上面級圓滿完成了首次太空之旅，將第一位“客人”北斗全球?qū)Ш皆囼炐峭昝赖亍皵[渡”到遠(yuǎn)至幾萬公里的外太空。2015年7月25日，遠(yuǎn)征一號再次將“北斗”雙星直接入軌發(fā)射送入目標(biāo)軌道，開啟了我國航天一箭多星直接入軌發(fā)射高軌衛(wèi)星的新篇章。

遠(yuǎn)征一號甲上面級是我國“太空擺渡車”家族的新成員、遠(yuǎn)征一號的升級版，被形象地稱為“升級版太空擺渡車”。 如同遠(yuǎn)征一號可將多個“乘客”擺渡至相近的目的地，遠(yuǎn)征一號甲則拓展了擺渡車的服務(wù)功能，通過多次點火工作，適應(yīng)更多復(fù)雜的路線，沿途將多個“乘客”擺渡至各自所需的不同目的地。

長征七號運載火箭總指揮王小軍說，以任務(wù)適應(yīng)性更好為例，遠(yuǎn)征一號甲及組合體發(fā)射任務(wù)是我國目前飛行程序最復(fù)雜、飛行時間最長、變軌次數(shù)最多的發(fā)射任務(wù)，具有“高集成性、高復(fù)雜性、高顯示度”的特點，可搭載的載荷結(jié)構(gòu)形式各異，高度從0.3米到2.6米，重量從18千克到2.8噸，接口需求復(fù)雜、目標(biāo)軌道不同、分離時間不同，對滿足不同任務(wù)具有良好的適應(yīng)性。

王小軍表示，相比遠(yuǎn)征一號，遠(yuǎn)征一號甲上面級通過多項技術(shù)改進(jìn)升級，性能大幅提升，在軌飛行時間從6.5小時延長至48小時，主發(fā)動機(jī)由2次啟動增加至9次啟動，分離次數(shù)由1次增加至7次。

多用途飛船縮比返回艙

未來載人“深空方舟”——多用途飛船縮比返回艙是備受矚目的乘客之一，并于6月26日在東風(fēng)著陸場安全著陸。之所以稱之為縮比返回艙，是因為這是一艘正式型返回艙的縮小版，高2.6米，重約2.8噸。不同于它的神舟飛船先輩們的“鐘罩式”外形，它呈倒錐形，像一顆“子彈”。

“多用途飛船縮比返回艙是瞄準(zhǔn)我國未來載人深空探測，全方位滿足后續(xù)再服務(wù)應(yīng)用以及低成本天地往返運輸?shù)氖褂眯枨??！倍嘤猛撅w船縮比返回艙研制單位、航天科技集團(tuán)公司第五研究院院長張洪太說。

別看身材不高，可身負(fù)重任。多用途飛船縮比返回艙承擔(dān)著我國首次在軌獲取返回艙自由飛行氣動數(shù)據(jù)，首次探索可重復(fù)使用設(shè)計、驗證及評估技術(shù)，首次驗證金屬材料性能及制造技術(shù)等艱巨使命。

“雖然我們在地面會通過模擬仿真、實物檢驗、風(fēng)洞試驗等多種手段來驗證，但不如上天飛行試驗準(zhǔn)確?！倍嘤猛撅w船返回艙項目技術(shù)負(fù)責(zé)人楊雷說，這些新技術(shù)是實現(xiàn)多用途返回艙安全可靠的“命門”所在。

遨龍一號空間碎片主動清理飛行器

我國是《外空物體所造成損害之國際責(zé)任公約》的簽署國，承諾控制和減少空間碎片，為履行這一義務(wù)和責(zé)任，我國不停地嘗試突破空間碎片清理技術(shù)。

長征七號載荷組合體行政負(fù)責(zé)人唐亞剛介紹，為了驗證空間碎片清理技術(shù)，遨龍一號飛行器上裝載了一臺機(jī)械臂，將模擬在太空抓取廢棄衛(wèi)星和一些其他大碎片，并帶到大氣層進(jìn)行燒毀。遨龍一號的應(yīng)用將會減少空間碎片，節(jié)省太空軌道資源。

天鴿飛行器

天鴿飛行器的主要作用是驗證空間組網(wǎng)通信技術(shù)。此次發(fā)射的兩個天鴿飛行器將組網(wǎng)進(jìn)行相互通信。

唐亞剛說，下一步可以發(fā)射更多的天鴿飛行器，進(jìn)行局域組網(wǎng)，相互之間通信或與地面進(jìn)行通信，可以作為發(fā)生災(zāi)害等情況的應(yīng)急通信手段。

在軌加注實驗裝置

在軌加注實驗裝置主要是驗證我國的太空加油技術(shù)。唐亞剛說，衛(wèi)星、飛船等飛行器的壽命主要由推進(jìn)劑決定，如果推進(jìn)劑消耗完畢，可以通過空間“加油機(jī)”為飛行器重新補(bǔ)充燃料，延長壽命。

此次發(fā)射主要是為了驗證對接機(jī)構(gòu)的密封性研究、在空間失重環(huán)境下推進(jìn)劑傳輸?shù)奶匦缘?。雖然在軌加注實驗裝置不是首次發(fā)射，但此次載荷運用了很多新技術(shù)和器件，譬如新的板式貯箱，它對推進(jìn)劑蓄留和管理的能力也將得到驗證。

翱翔之星

翱翔之星是由西北工業(yè)大學(xué)主持研制的立方星。此次發(fā)射主要驗證偏振光導(dǎo)航技術(shù)。太陽光照射在不同厚度的大氣上，產(chǎn)生的偏振光頻譜特性不一樣。這次發(fā)射將對這些特性數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析。

唐亞剛介紹，此次發(fā)射翱翔之星是國際范圍內(nèi)首次進(jìn)行偏振光導(dǎo)航技術(shù)的驗證，技術(shù)成熟后將作為飛行器導(dǎo)航的主要手段之一。

拉開空間站建設(shè)大幕

長征七號作為我國未來任務(wù)量最大的運載火箭，將為我國的空間站搭建起“天地運輸走廊”。而它的第一步就是在明年發(fā)射我國首個空間貨運飛船——天舟一號，未來它還將承擔(dān)中國航天多種類型的發(fā)射任務(wù)，空間站、載人登月、火星艙、深空探測器……這些中國航天未來的美麗藍(lán)圖，都需要長征七號一次次成功發(fā)射來實現(xiàn)。

“長征七號是我國在役主力火箭的‘接班人，更是我國未來航天發(fā)射任務(wù)的‘主力軍，它所開啟的時代有多壯麗，它的使命就有多光榮?！睆垵f。

我國載人航天工程自20世紀(jì)90年代啟動，確定了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，目前已實現(xiàn)第一步——發(fā)射無人和載人飛船，以及第二步第一階段——航天員出艙、飛船與空間艙交會對接。當(dāng)前，載人航天工程進(jìn)入第二步第二階段——短期有人照料的空間實驗室建設(shè)。在這個階段，長征七號將發(fā)射我國首款貨運飛船，實現(xiàn)空間實驗室物資運輸與補(bǔ)給，同時也將為第三步建成長期有人照料的空間站搭建起“天地運輸走廊”。

2010年，載人空間站工程正施獲批，我國計劃在2018年前后發(fā)射試驗核心艙，2022年前后建成自己的空間站。這個12年的宏大戰(zhàn)略將分為空間實驗室任務(wù)和空間站研制建設(shè)兩個階段實施，目前正處于空間實驗室階段的攻堅階段，目標(biāo)是突破和掌握貨物運輸和補(bǔ)給、航天員中期駐留、地面長時間任務(wù)支持和保障等技術(shù)，開展較大規(guī)模的空間科學(xué)實驗與技術(shù)試驗，為空間站建造和運營積累經(jīng)驗。

根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，空間實驗室任務(wù)共安排4次飛行任務(wù)，長征七號運載火箭首次飛行任務(wù)圓滿成功后，后續(xù)3次飛行任務(wù)分別為：今年9月中旬發(fā)射天宮二號空間實驗室；10月中旬發(fā)射神舟十一號載人飛船，11月中旬，神舟十一號返回艙實施返回；2017年4月中旬發(fā)射天舟一號貨運飛船。其中，天宮二號空間實驗室、神舟十一號載人飛船以及配套長征二號F運載火箭已完成出廠測試；神舟十一號任務(wù)航天員乘組已完成定選，正在進(jìn)行任務(wù)強(qiáng)化訓(xùn)練；天舟一號貨運飛船和長征七號遙二火箭正在研制生產(chǎn)和總裝測試。

“空間實驗室任務(wù)之后，我國將真正邁入空間站時代的大門?！敝袊d人航天工程辦公室副主任武平說。