隨着“胖五”家族新成員的一飛沖天，我國載人航天工程“第三步”任務的序幕正式拉開。

據中國載人航天工程辦公室消息，2020年5月5日18時00分，爲我國載人空間站工程研製的長征五號B運載火箭，搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，在我國文昌航天發射場點火升空。約488秒後，載荷組合體與火箭成功分離，進入預定軌道，首飛任務取得圓滿成功，實現空間站階段飛行任務首戰告捷。

△ 長征五號B運載火箭升空時刻（攝影/萬全 人民畫報）

這也意味着我國載人航天工程“第三步任務”的開啓——建設具有國際先進水平的空間站，解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。

這次發射成功，是中國航天新徵程的一個起點。

關於長征五號系列運載火箭，想必大家不陌生。

正是被親切地稱呼爲“胖五”的這個型號火箭的橫空出世，才使得中國航天跨入世界航天集團第一梯隊。

△ 2016年11月3日20時43分13.998秒，長征五號首次發射。（攝影/CNAurora）

作爲長征五號的改進型，長征五號B火箭更是性能優異。該型運載火箭是由中國研製的新一代大型液體運載火箭，爲一級半火箭，芯級採用5米直徑，捆綁4個3.35米直徑的助推器，全箭長約53.66米，起飛質量約849噸，起飛推力約1068噸 ，近地軌道（近地點200公里，遠地點400公里，軌道傾角約42°）運載能力22噸級。

與長征五號運載火箭相比，長征五號B運載火箭有幾個方面的不同。

一是用途。

長征五號運載火箭一般用於發射高軌道的大型衛星以及各類深空探測器，例如實踐二十號衛星、嫦娥五號月球探測器、火星探測器等；長征五號B運載火箭主要用於發射近地軌道的大型衛星及飛船，例如載人空間站的核心艙和實驗艙等。

二是構型。

長征五號運載火箭採用兩級半構型（火箭助推器通常被算作半級），由芯一級+助推器+芯二級+整流罩組成；長征五號B運載火箭採用一級半構型，由芯一級+助推器+整流罩組成，是我國首個一級半構型火箭。

△ 長征五號運載火箭（左）與長征五號B運載火箭對比圖 （圖源：中國運載火箭技術研究院 圖片有裁剪）

三是外觀。

長征五號B運載火箭與長征五號運載火箭的最大區別在於整流罩。長征五號運載火箭的整流罩長度大約12.3米，而長征五號B火箭的整流罩長度達到了20.5米，是我國目前最大的火箭整流罩。

具體來說，長征五號B運載火箭主要有以下改進：

首先是超大整流罩。

整流罩位於火箭頂部，是保護衛星、飛船等有效載荷順利進入太空的“金鐘罩”。長達20.5米的超大整流罩是我國目前最大的火箭整流罩，是爲發射載人航天工程空間站核心艙和實驗艙而專門設計的。

其次是前所未有的一級半構型。

火箭構型分爲單級火箭和多級火箭兩類，目前我國長征火箭通常採用多級火箭。長征五號B運載火箭在單級火箭上捆綁了四個助推器，而助推器算作半級，因此它成爲我國首個採用一級半構型的新一代大型液體運載火箭，從點火到入軌一氣呵成。

一級半的構型提高了火箭系統可靠性，但也面臨兩個難題：“上得去”，火箭級數變少，但推力仍需足夠大；“打得準”，沒有了多級火箭進行姿態調節，但入軌仍要精準、分離必須安全。

中國航天人充分發掘液氧煤油發動機大推力、氫氧發動機高比衝的優勢，並從入軌姿態控制、入軌精度控制、分離安全控制三個方面攻關，最終突破了大推力直接入軌和大直徑艙箭分離兩大關鍵技術。

此次長征五號B運載火箭搭載了新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙。

按照規劃，新一代載人飛船能實現一船多用，既可應用在近地軌道，支撐我國空間站建設，還能勝任載人登月等更遙遠深空的探測重任，具備“運人+運貨”雙重本領。

同時，爲了降低進入太空的成本，新一代載人飛船的返回艙被設計成可重複使用，一些高價值設備經過優化設計，調整至返回艙安裝，這樣就可以隨返回艙返回後進行回收利用。執行完任務後，只需更換輕質防熱結構，經過規範嚴格的檢測，就可以再次執行航天飛行任務。

△ 新一代載人飛船試驗船模型

據稱，作爲神舟飛船的加強版，此次6至7人座的新一代載人飛船試驗船較3人座的神舟飛船構型大了一倍。

新一代載人飛船試驗船是面向我國空間站運營及未來載人探月需求而研發的新一代天地往返運輸器，本次任務將對飛船高速再入返回的防熱、控制、羣傘回收及部分重複使用等關鍵技術進行驗證。

1992年9月，中央決策實施載人航天工程並確定了我國載人航天“三步走”的發展戰略：

第一步，發射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程並開展空間應用實驗；

第二步，突破航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會對接技術，發射空間實驗室，解決有一定規模的短期有人照料的空間應用問題；

第三步，建造空間站，解決有較大規模的長期有人照料的空間應用問題。

當前，長征五號B運載火箭的發射成功，拉開了第三步的序幕。

不過，從本身來說，長征五號B運載火箭還有不少提升空間。

△ 長征五號B運載火箭成功託舉新一代載人飛船試驗船（攝影/宿東 中國航天科技集團供圖）

比如運載能力系數。運載能力系數是指其最大有效載荷與起飛重量的比值。這個數值越大，意味着火箭能以更小的重量，扛起更大的載荷，說明火箭總體設計優秀。對於大型、重型火箭而言，這一指標的提高，可以使得火箭大大瘦身，降低總體重量，減少燃料，降低總體成本。

美國“重型獵鷹”運載火箭的GTO（編者注：GTO即地球同步轉移軌道，是指近地點在1000公里以下、遠地點爲地球同步軌道高度（約36000公里）的橢圓軌道）軌道運載能力系數達0.0187，而長征五號B運載火箭在0.0159左右。

此外，在可靠性方面，在長征五號之前，中國火箭的渦輪泵基本不具備變流量能力，長征五號系列運載火箭雖然具備一定的調整能力，但是無法通過大幅度增加其他火箭發動機推力的形式彌補單臺發動機失效。而“重型獵鷹”運載火箭“梅林”發動機可在大範圍調整流量的渦輪泵，其核心技術就是針栓式噴注器，使得其在推力調節和燃燒穩定性方面表現優異。與其相比，中國的長征運載火箭還有很長的路要走。

當前的人類正處於第四次工業革命的前夕，而中國這個世界頭號工業大國也面臨着產業升級的壓力。長征五號B運載火箭的發射成功因此具備重大意義——它不僅使得中國航天“三步走”的戰略得到貫徹，而且使中國整體科技實力得到發展。

人類的未來終究是星辰大海，長征五號B運載火箭將和它的後繼者們爲中華民族實現這個飛天夢提供堅實保障。

撰文 / 楊震

（上海政法學院上海全球安全治理研究院副研究員）

編輯 / 寧靜

圖片 / 新華社、央視新聞、人民畫報、星球研究所、中國航天科技集團、中國運載火箭技術研究院