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雷鋒網(wǎng)按：本文作者鐵流，雷鋒網(wǎng)首發(fā)文章。
7月2日19時(shí)23分，中國在文昌航天發(fā)射場組織實(shí)施長征5號遙二火箭飛行任務(wù)，火箭飛行出現(xiàn)異常，發(fā)射任務(wù)失利。目前，相關(guān)單位正在對故障原因進(jìn)行調(diào)查分析。雖然在此前不久，長征5號已經(jīng)有過一次失利，但這并不是可以抹黑中國航天的借口。
正如失敗是成功之母，發(fā)現(xiàn)問題——解決問題——然后實(shí)現(xiàn)螺旋式提升是事物發(fā)展的一般規(guī)律。即便是美國和蘇聯(lián)/俄羅斯這樣的老牌航天大國也難逃發(fā)射失敗的意外。更何況長征5號火箭是一款新產(chǎn)品，使用了不少新技術(shù)，這又給長征5號的發(fā)射增加了不確定性。
在很長一段時(shí)間，長征3號系列火箭是中國發(fā)射各類衛(wèi)星的主力。進(jìn)入新世紀(jì)，中國也開始著手研發(fā)自己的大型運(yùn)載火箭。在2006年，中國啟動了長征五號運(yùn)載火箭項(xiàng)目，而且還制定了“一個(gè)系列、兩種發(fā)動機(jī)、三個(gè)模塊”發(fā)展思路。
所謂“一個(gè)系列、兩種發(fā)動機(jī)、三個(gè)模塊”具體指的是：
“三個(gè)模塊”是指使用液氧/液氫的5米直徑模塊，使用液氧/煤油的3.35米直徑模塊、2.25米直徑模塊。
“兩種發(fā)動機(jī)”是指新研制的地面推力50噸YF-77氫氧發(fā)動機(jī)和地面推力120噸YF-100液氧/煤油發(fā)動機(jī)。
在三個(gè)模塊基礎(chǔ)上第一步組合制造出5米直徑芯級的大型運(yùn)載火箭，再進(jìn)一步組合制造出3.35米直徑芯級的中型運(yùn)載火箭和小型運(yùn)載火箭，最終形成近地軌道運(yùn)力覆蓋1.5-25噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)力覆蓋1.5-14噸的“一個(gè)系列”。
長征5號則是“一個(gè)系列、兩種發(fā)動機(jī)、三個(gè)模塊”發(fā)展思路的產(chǎn)物。就性能而言，除了美國的德爾塔4號重型運(yùn)載火箭之外，無論是將來的日本H3還是歐盟的阿里亞娜6，還是現(xiàn)役俄羅斯的安加拉5運(yùn)載火箭和美國宇宙神5號運(yùn)載火箭，在長征5號系列運(yùn)載火箭面前大多稍遜一籌。
而長征5號能有這個(gè)技術(shù)水準(zhǔn)，除了后發(fā)優(yōu)勢之外，很大程度上得益于使用了大量新技術(shù)。
首先是動力強(qiáng)。長征5號火箭芯一級上的50噸YF-77氫氧發(fā)動機(jī)在國際同類發(fā)動機(jī)中處于先進(jìn)水平，具有運(yùn)載效率高（比沖最高能夠達(dá)到465秒，比現(xiàn)有常規(guī)燃料發(fā)動機(jī)性能提高約50%）、推力大等特點(diǎn)。4臺助推器上的120噸YF-100液氧/煤油發(fā)動機(jī)是中國單臺推力最大、技術(shù)最先進(jìn)、應(yīng)用前途最廣泛的新型動力裝置，該項(xiàng)技術(shù)的突破使中國成為世界第二個(gè)掌握高壓補(bǔ)燃循環(huán)液氧煤油發(fā)動機(jī)技術(shù)的國家。
更關(guān)鍵的是，相對于以往一些發(fā)動機(jī)劇毒燃料，這些發(fā)動機(jī)的燃料均無毒無污染，像液氫和液氧的燃燒產(chǎn)物為潔凈度達(dá)99.99%的純凈水，具有綠色環(huán)保、零碳排放等優(yōu)點(diǎn)，長征5號運(yùn)載火箭也因此被譽(yù)為“綠色火箭”。
其次是塊頭大。長征5號全長56.97米，火箭直徑5米，助推器直徑3.35米，起飛重量為867噸。相對于以往的火箭，長征5號是中國首次采用5米直徑的箭體結(jié)構(gòu)，更粗的箭體結(jié)構(gòu)可以容納更多的推進(jìn)劑，不僅可以減少火箭的級數(shù)，從而減少火箭的分離次數(shù)，提高火箭的可靠性，還可以產(chǎn)生更大推力。
加上之前提到的YF-77氫氧發(fā)動機(jī)和YF-100液氧/煤油發(fā)動機(jī)出色的性能，長征5號的起飛推力超過一千噸，近地軌道運(yùn)載能力25噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力14噸，相比之下，長征2F的重量為464噸，近地軌道運(yùn)載能力為8.4噸，長征5號比長征2F的運(yùn)載能力提升了2.5倍以上。
最后是創(chuàng)新多。相對于以往的長征系列火箭，長征5號是一款全新的火箭。長征5號上搭載了1000多臺設(shè)備，10萬多只電子設(shè)備，如果把儀器的電纜單根連起來總長超過100公里，在研制過程中，一共攻克了12項(xiàng)重大關(guān)鍵技術(shù)，取得了247項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，其中還不乏頗具難度的創(chuàng)新——本次長五遙二火箭發(fā)射升空后，將把實(shí)踐十八號衛(wèi)星送入指定軌道。
衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間將驗(yàn)證東方紅五號新一代大型衛(wèi)星平臺關(guān)鍵技術(shù)，并開展Q/V頻段通信等多項(xiàng)新技術(shù)在軌驗(yàn)證工作。然而，任務(wù)通信控制設(shè)備和火箭自身的通信控制設(shè)備是可能發(fā)生矛盾的，要解決這個(gè)矛盾是一個(gè)不小的難關(guān)。
新技術(shù)會帶來更好的性能的同時(shí)，在成熟度方面有所欠缺，這也就為長征5號火箭的發(fā)射帶來了不確定因素。
其實(shí)，航天事故并非罕見，在這方面，即便是美國和蘇聯(lián)/俄羅斯這樣的老牌航天強(qiáng)國也不例外。從阿波羅1號失事至今，已經(jīng)發(fā)生了不少嚴(yán)重的事故，更有2位數(shù)的美國航天員為了航天事業(yè)而獻(xiàn)身。
1957年，先鋒TV3火箭爆炸在發(fā)射兩秒后，因失去推力而回落到發(fā)射臺，發(fā)生強(qiáng)烈的爆炸。
1967年，在一次測試中，美國阿波羅1號指令艙突然發(fā)生大火，產(chǎn)生的熱空氣令艙蓋緊閉，三名宇航員因無法逃離，而在大火中喪生。
1970年，阿波羅13號發(fā)生服務(wù)艙液氧貯箱中加熱系統(tǒng)過載而產(chǎn)生電弧放電作用，最終引發(fā)氧氣爆炸。雖然登月失敗了，但三位宇航員卻依靠救生設(shè)備奇跡般的死里逃生。
1986年，挑戰(zhàn)者號航天飛機(jī)在發(fā)射后僅1分13秒就在1.5萬米高空突然爆炸，包括一名教師在內(nèi)的7名機(jī)組人員全部遇難。同年，一枚大力神運(yùn)載火箭在發(fā)射后8秒發(fā)生爆炸，一枚德爾塔運(yùn)載火箭在發(fā)射后71秒后主發(fā)動機(jī)突然熄火，90秒時(shí)自毀。
1990年，一枚大力神火箭的部分箭體從吊車上墜地，引發(fā)的大火火焰高達(dá)45米，造成至少1人死亡。
1993年，一枚大力神4型火箭在發(fā)射2分鐘后爆炸。
1997年，一枚德爾塔2型火箭在發(fā)射13秒后發(fā)生爆炸。
1998年，一枚大力神運(yùn)載火箭起飛后不久發(fā)生爆炸，加上火箭上的間諜衛(wèi)星，損失超過10億美元。同年，一枚德爾塔3運(yùn)載火箭在發(fā)射后不久爆炸。
2003年，哥倫比亞號航天飛機(jī)在因外部燃料箱表面泡沫材料安裝過程中存在的缺陷，使其在返航過途中空中解體，7名宇航員全部遇難。隨后，美國總統(tǒng)布什終止了航天飛機(jī)項(xiàng)目。
2011年，美國金牛座運(yùn)載火箭因火箭整流罩系統(tǒng)未能完全打開而失事，價(jià)值4億2400萬美元的“榮耀”衛(wèi)星隨即灰飛煙滅。
2015年，美國火箭三度發(fā)射失敗，其中6月28日發(fā)射的獵鷹9號火箭執(zhí)行國際空間站貨運(yùn)補(bǔ)給任務(wù)，火箭升空2分半鐘后突然爆炸解體，攜帶約2500公斤補(bǔ)給的貨艙也被炸毀。而在不久前，獵鷹火箭還因火箭降落角度問題和推進(jìn)器氣壓閥失靈而引發(fā)爆炸。Space X空間站補(bǔ)給任務(wù)也3次失敗。
......
不僅是美國，蘇聯(lián)/俄羅斯、歐洲也發(fā)生過不少航天事故。1996年，歐洲航天局發(fā)射的阿麗亞娜5火箭在升空40秒后發(fā)生了爆炸。在2013年，俄羅斯的質(zhì)子M火箭在發(fā)射后不久就發(fā)生了墜毀......根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在過去幾十年中，俄羅斯共發(fā)射各類火箭1262次，其中失敗49次；美國發(fā)射各類火箭513次，失敗35次。歐盟發(fā)生火箭164次，失敗11次。
從中可以看出，火箭發(fā)射失敗是很難避免的，不必對長征5號發(fā)射失敗過度解讀。
新技術(shù)在最初的使用中總會遇到意料之外的問題。在最初的時(shí)候往往折戟沉沙。比如歐洲航天局在1996年發(fā)射的阿麗亞娜5，該次發(fā)射是該型號火箭經(jīng)過了十年發(fā)展的首飛。美國的金牛座2火箭也出現(xiàn)過第一次發(fā)射成功，但第二次發(fā)射失敗的情況。而更極端的例子是美國在上世紀(jì)60年代曾經(jīng)發(fā)生過軍事衛(wèi)星連續(xù)7次發(fā)射失敗。而Space X即便使用60年代的技術(shù)，也同樣遭遇了三連敗。
技術(shù)發(fā)展有其規(guī)律，在新技術(shù)誕生之初，其可靠性是具有一定不確定因素的。而隨著大量使用，伴隨著事故的發(fā)生，并不斷改進(jìn)，技術(shù)的成熟度會不斷提升。像俄羅斯的聯(lián)盟號火箭用了將近半個(gè)世紀(jì)了，現(xiàn)在罕有發(fā)生事故。
中國的長征3號系列火箭也曾發(fā)生重大事故——1996年中國的長征三號火箭升空2秒后就開始出現(xiàn)傾斜，22秒后完全失控，墜毀在距離發(fā)射塔1.85千米的山坡上，發(fā)生劇烈爆炸，導(dǎo)致數(shù)人犧牲。在這次事故后，相關(guān)單位進(jìn)行了大整頓。在經(jīng)過不斷的完善和改良后，長征3號系列火箭的發(fā)射成功率才達(dá)到較高的水平?？梢哉f，技術(shù)的成熟度是依靠大量實(shí)踐磨礪后才能獲得的。
而最近幾年，中國航天的進(jìn)步很大，研發(fā)出了很多新技術(shù)，像長征5號在研制過程中，一共攻克了12項(xiàng)重大關(guān)鍵技術(shù)，取得了247項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。這些新技術(shù)的使用必然會增加發(fā)射的風(fēng)險(xiǎn)。而在上次長征5號發(fā)射失敗后不久就再次發(fā)射，很可能未必對上次發(fā)射失敗的原因能有深入分析。
因此，相關(guān)單位的當(dāng)務(wù)之急是徹底排查找出原因，提升長征5號的可靠性，實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)問題——解決問題——實(shí)現(xiàn)螺旋式提升。
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