科技日報記者 付毅飛
12月27日20時45分，長征五號遙三運載火箭（以下簡稱長征五號）在中國文昌航天發射場發射升空，成功將實踐二十號衛星送入預定軌道。
視頻來源：央視新聞
科技日報記者 付毅飛 攝
這是長征五號第三次發射，也是時隔兩年多后再次執行發射任務。
2006年10月，經國務院批準，國家航天局正式開展長征五號運載火箭立項研制，拉開了我國新一代運載火箭工程研制的帷幕。該火箭由中國航天科技集團一院抓總研制，是我國首型大推力無毒無污染液體火箭，運載能力位居世界前列。它將服務于我國探月工程三期、載人空間站建設、火星探測等重大專項任務，也可用于不同地球軌道大型載荷及其它深空探測任務載荷的發射。
科技日報記者付毅飛 攝
揭秘
華麗涅槃背后的一波三折
長征五號先后于 2016年11月3日和2017年7月2日實施兩次發射，其中首次發射取得圓滿成功，遙二火箭因發動機局部結構問題未能將衛星送入預定軌道。
此次失利后，科技人員經過100余天的故障排查與定位，180余天的試驗驗證，終于確認失利原因。
“在歸零過程中，通過建立故障樹，對50多個可能造成推力下降的事件進行了逐一排查，最終確認了故障的最大可能原因。”長征五號火箭總設計師李東說。
此次失利是由于火箭芯一級氫氧發動機在復雜力熱環境下局部結構發生異常，發動機推力瞬時大幅下降所致。李東介紹，科研團隊根據故障調查結論，對芯一級氫氧發動機進行了設計改進，從結構、材料和工藝等方面都采取了相應措施，提高了對飛行環境的適應性。
然而，長征五號的“重生”之路并不平坦。2018年11月，初步改進后的芯一級氫氧發動機在長程試車過程中出現問題。根據故障原因，研制團隊再次對發動機的局部薄弱環節進行改進，提高了結構的動強度裕度。該產品于2019年2月順利通過了兩次長程試車驗證。
液氧煤油發動機試車
2019年4月，在長征五號遙三火箭的總裝工作進入到最后階段時，一臺用于后續任務的芯一級氫氧發動機在試驗數據分析過程中出現“異常振動頻率”。研制人員順藤摸瓜，找到了癥結所在。一院黨委書記、長征五號火箭第一總指揮李明華介紹：“在解決發動機振動的問題上，我們先后探索了三條路。經過反復分析研究，綜合考慮各方面因素，決定抓主要矛盾、抓問題根源，對發動機結構進行局部改進。”
這次改進徹底解決了長征五號的發動機問題。改進后的發動機經過10余次3000余秒的試驗驗證，證明了改進措施的有效性。
2019年10月，長征五號遙三火箭通過出廠評審，運抵文昌航天發射場。
“經過兩年多的歸零和驗證工作，研制團隊攻克了發動機技術難關，解決了問題，消除了隱患，認識水平和技術能力都得到了進一步的提高。”長征五號火箭總指揮王玨說。
據了解，長征五號遙三火箭在遙二火箭基礎上，進行了200余項技術改進，其中比較重大的技術改進有9項，包括發動機設計、長排整流罩設計、利用系統調節方案等。
長五動力團隊
期待
中國航天“超級2020”即將到來
作為我國目前運載能力最大的火箭，長征五號肩負著開展載人航天空間站建設、月球采樣返回、火星探測等多項重大航天工程任務。此次發射成功，為中國航天的“超級2020”打下了堅實基礎。
“長征五號火箭將加速進入工程應用階段。”一院院長王小軍表示。
中國探月工程分為“繞”、“落”、“回”三個階段。2020年，我國將用長征五號擇機發射“嫦娥五號”，實現月面無人采樣返回，圓滿完成探月工程三步走的總體規劃目標。
目前我國正在開展首次火星探測工程的研制工作。按照計劃，2020年，我國將用長征五號發射火星探測器，并通過一次發射實現火星環繞、著陸和巡視探測。
據載人航天辦公室消息，我國載人航天空間站預計在2022年左右建成，可支持3名航天員長期駐留，在軌運行10年，將向國際社會開放合作，提供全球共享的空間應用平臺。作為執行載人航天空間站工程中發射空間站核心艙的主力火箭——長征五號B運載火箭預計將在2020年迎來首秀，這也將加速我國載人空間站建設的步伐。
李東介紹，長征五號火箭采用多種構型系列化設計的技術途徑。其中，一級半構型的長征五號B運載火箭，近地軌道的運載能力達到25噸左右，可以有力支撐我國載人航天空間站的建設；兩級半構型的長征五號運載火箭，地球同步軌道運載能力達到14噸，可以用于發射大型高軌道衛星、實施月球采樣返回、開展深空探測等任務。
目前執行后續各項任務的長五火箭研制進展順利，正在按計劃開展各項生產、裝配和測試工作。
“東五平臺”首秀
滿足我國未來20年通信衛星需求
別光顧著看長征五號，這次它運送的“客人”也很重要。
此次發射的實踐二十號衛星，是航天科技集團公司五院抓總研制的東方紅五號衛星公用平臺（下簡稱東五平臺）首飛試驗星，將對這型我國自主研發的新一代大型地球同步軌道衛星平臺進行全面在軌驗證，對提升新技術成熟度、促進新技術應用、進一步推動我國航天技術發展具有重要意義。
五院總工程師、實踐二十號衛星總指揮、東五平臺總指揮周志成院士介紹，實踐二十號衛星重達8噸，是目前我國研制的發射重量最重的衛星，也是目前中國技術含金量最高的衛星。該衛星首要任務是驗證東五平臺的技術穩定性，由于搭載了十多項國際領先的技術驗證載荷，也兼具新技術的驗證的使命。
實踐二十號衛星。莊茜倩攝
目前世界上許多國家都采取衛星公用平臺的設計方法。公用衛星平臺只需做少量適應性修改，即可裝載不同的有效載荷，以此縮短衛星研制周期，節省研制經費，提高衛星可靠性。
長期以來，我國形成了以東方紅三號、東方紅四號等為代表的東方紅系列衛星公用平臺及型譜化產品。相比之下，東五平臺更大、更強，具有“高承載、高功率、高散熱、高控制精度”特點，達到國際領先水平。
實踐二十號衛星。莊茜倩攝
東五平臺的出現將填補東方紅系列大型衛星平臺型譜的空白，可滿足我國未來20年高通量通信衛星的需求。“如果說是東四平臺讓我們具備了和國際同行同臺競技的實力，那么憑借東五平臺，我們將能實現從跟跑到領跑的轉變。”周志成說。
實踐二十號衛星產保經理郝燕艷介紹，東五平臺可廣泛應用于高軌通信、微波遙感、光學遙感、空間科學探測、科學試驗、在軌服務等領域，是世界航天領域少有的多適應性平臺。它在助力國民經濟發展，給人民生活帶來更多便利的同時，在技術推動、商業航天市場拓展等方面也將大有作為。
電推進研制
據了解，五院將依托東五平臺，研制若干顆100G至1T容量的通信衛星，覆蓋“一帶一路”沿線國家及周邊地區。借此，該院將全力打造天地互通的一體化信息網絡，推動國民經濟快速發展，有力提升中國航天、中國制造的國際影響力。
