6套飛行方案保障 長征八號成功發射鵲橋二號中繼星

胡藍月 封面新聞記者 楊峰

一柄利箭破空，向東方飛去，目的地是近地200點公里、遠地點約42萬公里的地月轉移軌道。

高空風刮過，火箭及時調整姿態迎風飛行，稠密的大氣層與箭體劇烈摩擦，產生的高溫能讓水滴瞬間沸騰蒸發。再向上，空氣逐漸稀薄，火箭末級與衛星到達預定位置，星箭分離，三顆衛星踏上探訪月球的旅途。

長征八號遙三運載火箭發射升空。中國運載火箭技術研究院供圖

3月20日上午8時許，由航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院（以下簡稱“火箭院”）抓總研制的長征八號運載火箭載著鵲橋二號中繼星和天都一號、天都二號通導技術試驗星，在中國文昌航天發射場開啟探月之旅。

在短短半小時的飛行過程中，長八火箭展示出為鵲橋二號中繼星任務量身定制的3項本領：更完善的彈道設計、更靈活的主動滾轉技術和更安全的熱防護措施。

這是長八火箭的第三次飛行。2020年成功首飛，長八火箭填補了我國太陽同步軌道35噸運載能力的空白；2022年，長八火箭適應“一箭22星”商業發射任務，去掉了兩根火箭助推，新構型首飛再次成功；今天，長八火箭首次奔赴地月轉移軌道，用成功再次證明了自己的穩定性、可靠性、適應性。

6條彈道，通往奔月“天路”

4.2米寬、8米高的整流罩，不少于1.3噸的地月轉移軌道運載能力，長八火箭與鵲橋二號中繼星剛好合適。

為了服務這位奔月的“乘客”，連續3天，長八火箭為鵲橋二號中繼星安排了6條“天路”，即使窄窗口發射，也能確保衛星順利啟程。

發射窗口，就是衛星上天的“時機”，窗口越寬，意味著機會越多。近地軌道衛星一般是“日窗口”，機會每天都有；月球探測器則是“月窗口”，每個月只有幾天的時間；如果要實現探測器與行星、小行星等地外天體交會，窗口更加窄，一年甚至幾年才能遇到一次。

鵲橋二號中繼星是一顆環月衛星，發射窗口一個月只有幾天，因此，火箭研制團隊從第一窗口開始，設計了連續三天、每天兩條共計6條彈道。

火箭彈道設計，就是為火箭找到最理想的飛行路線，燃料消耗最少、入軌精度最高。6條彈道，就意味著有6套飛行方案，無論遇到什么情況，衛星最終都能順利出發、安全抵達。

長征八號遙三運載火箭轉運至發射區。中國運載火箭技術研究院供圖

身負絕學，無懼高溫大風

在降水、雷電、氣溫等各種天氣因素中，對火箭發射影響最為突出的就是高空風。余夢倫院士在論文中寫道，在設計運載火箭時，飛行載荷是根據統計的最大高空風來確定的。高空風一般距離地面4至20公里，當火箭穿越大風區，會遭受強烈的氣流沖擊，如果風速過大，還可能導致箭體彎曲變形，甚至解體。

隨著技術經驗積累，高空風彈道修正等技術方法能使火箭在飛行過程中有效抵抗風干擾。為了讓火箭適應性更強，研制團隊為本發長八火箭在使用自主抗干擾控制技術等成熟方法之外，還增加了自動滾轉減載技術，根據風的來向，會在空中主動滾動調整，使火箭用更穩定的優勢面來應對高空風，就像一位太極高手“以柔克剛”，通過自身的旋轉抵消掉高空風的影響。

與長八火箭擅長執行的太陽同步軌道任務相比，地月轉移軌道的入軌高度更低、火箭飛行速度更快，幾乎要達到第二宇宙速度，當火箭高速穿越大氣層時，箭體與大氣摩擦產生的溫度更高，端頭和前錐首當其沖。

為此，火箭研制團隊為火箭多“穿”了一層熱防護涂層，雖然外觀看不出來，但火箭重點部位增加了厚度，更能適應地月轉移軌道的嚴酷條件。

面向未來低軌巨型星座組網發射需求，今年下半年，長征八號改運載火箭將在海南文昌執行首飛任務。后續長八火箭研制團隊還將承擔多項發射任務，不斷打破舒適圈，去迎接更多個充滿挑戰的“第一次”。

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