长五B火箭在广袤宇宙中穿针引线

□本报记者 廉颖婷

长征五号B遥四运载火箭（以下简称“长五B火箭”），是空间站舱段的“专属座驾”，由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院（以下简称火箭院）研制。火箭总长约54米，起飞重量约850吨，起飞推力约1078吨，近地轨道运载能力达到25吨级。

由于梦天实验舱与天和核心舱要通过交会对接在轨进行组装，所以要求火箭以更高的发射和飞行可靠性实现准点发射、准确入轨，将梦天实验舱准确送入与天和核心舱共面、共轨的转移轨道。

据长五火箭副总设计师黄兵介绍，为满足空间站大舱段发射任务要求，长五B火箭突破了多项关键技术，其中包括20.5米国内最大整流罩分离技术、4.1米大直径舱箭连接分离技术、大推力直接入轨偏差精确控制技术等，并将发射窗口由“零窗口”拓展为±2.5分钟的“窄窗口”。设计团队开展了适应发射要求的射前流程优化改进，可以有充足的时间来应对可能出现的问题。

我国空间站的三个舱段重量均超过22吨，其中梦天实验舱是我国迄今为止重量最大的载荷，约为23.3吨。因此，长五B火箭是发射空间站舱段的最佳选择。

那么，长五B火箭的大力气是怎么来的？

火箭充分发掘了液氧煤油发动机大推力、氢氧发动机高比冲的优势，8台120吨级的液氧煤油发动机，里面最高压强有500个大气压，可以把黄浦江的水直接抽到5000米高的青藏高原，起飞推力能达到1000吨以上。而一级火箭配置的两台氢氧发动机，因其比冲高的特点，使火箭能够以较少燃料获得较大推力。

然而，要将梦天实验舱准时送到指定的轨道位置上，还需要为它设计一条飞行弹道。“火箭弹道设计，就是火箭有一种运动最优路径，能把有效载荷送到预想的那条轨道上去。作为一条最理想的飞行路线，燃料消耗最少，入轨精度最高。”火箭院总体部火箭弹道设计组组长刘银说。

想要完美实现这条理想弹道存在大量难题。航天器在太空里的轨道位置已经确定，但是地球在不停自转，火箭的位置也在不停发生变化，难度好比在广袤宇宙中穿针引线，在方寸毫厘间精益求精。

经过严密计算，只有在某一时刻发射升空，火箭才能按照这条最优路径飞行，实现高精度的移动打靶。这就意味着发射前的准备必须分毫不差，难度可想而知。

点火后，火箭依靠更先进的制导技术不断调整弹道，直奔空间站。“就好比投出去的篮球能根据球场风速、气流和温度等的变化，不断修正自己的前进轨迹，直奔篮筐而去。”科普专家钱航说，长五B火箭创新运用姿态控制增益优化和复合制导方法，从而提高了姿态控制精度。

（图片拍摄：宿东）