中国新一代大型运载火箭长征五号于2016年11月首飞， 2019年12月27日长征五号遥三火箭成功发射，2020年5月5日，长征五号B遥一火箭首飞成功。今年的7月下旬到八月初，长征五号遥四火箭将在海南文昌航天发射场择机发射我国首个火星探测器——“天问一号”。

长征五号有着庞大的“身躯”和强大的“心脏”，还有诸多江湖称号，比如“胖五”“大火箭”“胖火箭”和“冰箭”等，更是十年铸箭，万人铸箭。新一代运载火箭工程中，已经“亮相”的有长征六号、长征七号和长征五号，分别是新一代小型、中型和大型运载火箭。在2006年，长征五号率先由国家立项。后经航天人历时 10 年研制成功，谱写了一曲新一代大型运载火箭研制的激昂篇章。

长征五号是新一代运载火箭中第一个立项研制的型号，按照系列化、组合化、模块化思想设计，采用5米直径箭体结构、无毒无污染的液氧/煤油和液氢/液氧推进系统、全新高可靠电气系统、以“新三垂”为代表的全新测试发射模式，使中国火箭的运载能力大幅提升，火箭整体性能和总体技术达到国际先进水平。

如果长征五号站立在地面，“身高”达到约57米，相当于20层楼那么高，芯级“腰围”直径5米，助推器“腰围”直径达3.35米。这是目前中国火箭家族中直径最大的，此前中国现役火箭箭体直径最大的只有 3.35 米，也就是胖五的大长腿比得上传统火箭的身子骨。在运载能力上，长征五号系列火箭具备近地轨道25吨的运载能力，比现役火箭的运载能力提升了2.5倍，好比可以一次将 16 台小轿车送入太空，绝对算得上“大力士”的美誉。长征五号的“心脏”——8台全新研制的120吨液氧煤油发动机被装配在4个助推器上，4台全新研制的氢氧发动机在一级和二级火箭上各装配了两台。120吨液氧煤油发动机的威力到底有多大？打个形象的比喻，120吨液氧煤油发动机产生的最高压强达500个大气压，相当于把上海黄浦江的水抽到5000米高度的青藏高原。不同于目前使用化学燃料的常规火箭，在“胖五”身体中流淌的“血液”是采用无毒、无污染的液氢液氧作为推进剂。在800多吨的身体里，90%是推进剂，其中有两种是低温推进剂：-252℃ 的液氢和-183℃的液氧。-252℃的温度已经接近低温的极限，“冰箭”一名正源于此。

运载火箭将卫星或飞船发射送入太空，正是一个自我牺牲的过程：“肢体”完成加速使命一节节地分离之后，有的进入更遥远的太空，有的坠入大海，有的坠落地面。火箭飞行过程中掉下来的部分称之为残骸。实际上，火箭残骸包括很多种类。按照火箭残骸的产生流程，可大致分为如下几个部分：

部分残骸是在火箭发射后几乎马上就会重新返回地面，甚至在火箭刚开始呼啸震动时就开始“掉渣/残骸”。这其实往往是保温泡沫或结的冰。不过我们常说的残骸都是指火箭的大残骸，以我国载人航天所使用的神箭长征二号F（CZ-2F）运载火箭为例，在发射后三分钟内，火箭的逃逸塔、助推器、一级火箭、整流罩等重要组成部分会相继程序分离，由于上升的高度不高，很快就坠落回地面了。我国三大传统发射场——酒泉、太原、西昌都位于内陆，每次发射后都需要回收这一批残骸。而在我国的新发射场——文昌发射场，它位于海南省，也就是在海边，我国新一代的大型中型火箭（CZ-5、CZ-7）就在这里发射。每次发射完火箭的残骸都直接掉到公海里，不会造成任何的威胁，所以也就不用回收了。

大部分火箭的二级或三级往往会飞得更高，它们实际上已经进入了太空。如果星箭分离时处于低地球轨道，那么靠近大气边缘的气体足以造成阻力，拖拽着火箭二级不断减速、降低轨道高度，会在一段时间以后再入大气层。不过大家不用担心这部分火箭造成的威胁，它们没有任何的防护措施，进入大气层时速度很大，由于与大气层空气剧烈摩擦会在天空中变成美丽的流星而焚烧殆尽。值得一提的是，此次长征五号遥四火箭发射火星探测器，在火箭与探测器分离时，火箭末级的速度已经超过了11.2千米/秒的第二宇宙速度，完全脱离了地球引力，将成为绕太阳运转的一个人造行星。

火箭残骸会落在空旷开阔场地火箭发射前一周，负责残骸回收的工作组就会奔赴“落区”。火箭的落区是经过轨道设计的，会避开城市、景区等人员密集地区和各种重点建筑、设施，大多是选择在地广人稀的偏远山区或大漠戈壁。这些地区有的山高谷深、重峦叠嶂，有的悬崖峭壁、河急滩险，有的黄沙荒漠、连绵不绝。要是遇上连日阴雨，出现塌方和滑坡，更是让落区回收工作“险象环生”。每到一个地方，工作组都要召集当地公安、消防、林业、交通、教育等部门召开动员部署会，落区工作人员通过广播、短信、微信等形式将火箭发射的消息通知附近居民，做好宣传动员。有时，落区工作人员还会挨家挨户进行检查督导和提醒，确保宣传动员家喻户晓、人人皆知。火箭升空前一小时，落区上空会响起防空警报，工作组将所有人全部疏散到空旷、开阔的场地，确保人员生命安全。火箭发射升空后，会做好对空观察，及时避让火箭残骸。经过几分钟至十几分钟的等待，火箭残骸划过天空，落入提前计算出来的预定区域。工作组会利用声音、定位系统、地形图等预判落点位置，并通过前方观察哨确认残骸具体落点，组织人员对残骸现场进行保护。残骸回收分队会第一时间赶赴残骸落点，组织技术人员将残骸上的火工品和剩余燃料进行清理，然后对残骸进行切割、分解、回收。

广州日报全媒体文字记者：肖欢欢 通讯员 钱航
广州日报全媒体图片记者：肖欢欢 通讯员 钱航
广州日报全媒体编辑：陈雅诗

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搭载空间站天和核心舱的

长征五号B遥二运载火箭

在我国文昌航天发射场点火升空

随着天和核心舱与火箭成功分离

之后太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常

标志着中国空间站在轨组装建造全面展开

中国载人航天工程正式起步

长征、神舟、天舟和天宫等一系列

浪漫的名字逐渐变成现实

中国终于要拥有自己的“天上宫阙”

飞天的神话从梦想照进现实！

我们的空间站要做哪些实验？

为什么这空间站非发射不可？

为什么要建立一个这样的“天宫”？

下面就让我们一起揭秘！

为什么必须发射空间站？

它能实现多人次长期在轨驻留

会有一个长期稳定的生活和工作空间

搭载一系列顶级科研设备

航天员可以通过载人火箭和飞船

频繁往返、长期驻留在那里

并通过货运飞船定期补给

这种上下不分的场景在地球上是很难出现的，但在空间站是常态（图源：NASA）

太空有着得天独厚的环境

这是地球上几乎无法实现的

可以开展很多地球上难以进行的科研

对地球进行稳定的遥感探测

失重、上下不分、体液重新布置等

经历与地球环境截然不同的生活状态

这孕育出了崭新的航天医学学科

也产生了很多改变人类生活的新发明

各种集成便携的医疗器械等

人类载人航天技术发展到一定程度后

甚至很多相关制造业的发展

对于提升一个国家的整体科学技术水平

是任何一个航天大国技术发展的必经之路

为什么要一个这样的天宫？

人类载人航天技术于1971年

苏联把“礼炮一号”送入太空

共计有9个18-20吨的空间站发射

其中7个成功并被命名为“礼炮系列”

礼炮6号和7号更是可同时对接两艘飞船

刚结束了阿波罗登月的美国

利用土星五号登月火箭的强大能力

直接将其中的一部分改装并

发射成了一个80吨级的

这些早期空间站大都处于试验性质

为后续的空间站转型换代做技术储备

中国的“天宫一号”和“天宫二号”

与早期的“礼炮号”思路一致

主要用来验证空间交会对接

出舱行走和多人次在轨驻留等技术

天舟一号与天宫二号对接，是天宫正式开建前的大事件（图源：中国载人航天办公室）

在空间站发展史上有着举足轻重意义的

是1986年2月开始建造的

它采取积木式模块化结构

由核心舱、五个科学实验/生活舱段

对接过超过100艘载人和货运飞船

其中包括9次与航天飞机的对接经历

共计接纳了来自12个国家的

135名宇航员在此工作与生活

人类航天四代载人空间站技术特点

多国合作的“国际空间站”

2000年11月2日首次载人任务以来

已经连续保持了21年载人飞行

成长为一个宽109米、长73米

高20米、重达419吨

内部容积916立方米的空间“巨无霸”

相当于一栋七层楼高的小型体育场

容纳过数百个宇航员工作生活

成为了独一无二的航天平台

国际空间站（图源：NASA）

目前的总造价已经超过2000亿美元

每年各成员国为此付出的总运营费用

占据了大量的航天预算资源

关于退役的新闻经常出现

随着航天飞机于2011年退役

已经不太可能再出现第二个国际空间站

已经足够满足科研和应用需求

建造和运营维护成本更低

也就成为了目前的最佳方案

两个实验舱（问天号，梦天号）

和机械臂等组成总重约60吨的T字结构

对接货运飞船和载人飞船

足够满足三名航天员驻留

还有潜力进一步扩展为十字形结构

如何正确建成一个天宫？

是中国载人航天技术的大集合

需要调动最核心的资源建造

需要的是长征火箭家族三剑客

长征五号B、长征二F和长征七号

长征五号B专门负责近地轨道重载任务

负责发射核心舱和实验舱

长征二F运力在8.5吨级别

是目前保持100%成功率的一款“神箭”

也是中国唯一的载人火箭

而长征七号是中国新一代主力火箭

建造天宫需要长征家族三大主力一起上阵（图源：中国载人航天办公室）

酒泉卫星发射中心拥有我国唯一的

载人航天发射和返回相关配套

此前所有11艘神舟飞船的起航

是中国航天员真正“登天”和“下凡”的地方

是中国最新、最先进的发射场

这里三面环海，且无残骸问题

海运让长征五号不再受限于陆路运输

而变得“胖起来”（5米最大芯级直径）

长征五号和长征七号系列火箭的定点基地

支撑起整个天宫的核心建造和补给过程

天宫不是一天可以建成的

还需要在太空中借助机械臂系统

像“堆积木”一样逐渐把整个结构搭建起来

期间需要有航天员在轨驻留

包括两次长征五号B火箭发射实验舱

四次长征二F火箭发射四艘神舟飞船

以及四次长征七号火箭发射天舟飞船

天宫空间站才能正式建成

天宫空间站示意图（图源：人民日报）

将标志着中国航天进入崭新的发展阶段

能实现多种技术创新和科技产出

是个不折不扣的“超级实验室”

例如，早在天宫二号空间实验室阶段

就实现了伽马射线暴偏振测量仪器

空-地量子密钥分配与激光通信试验

和多种材料科学实验等技术进展

空间科学技术必将取得更大的进步

处在航天技术金字塔最顶端的存在

直到今天也仅有苏联、美国和中国

对于带动整个航天和相关产业的发展

对于人类更远的星辰大海和星际移民梦想

空间站几乎是容纳大规模人类的唯一选择

相信不少读者们已经从各种科幻影视作品

了解过各种酷炫的空间站

或许就是中国人走向更远深空的起点

2019年中国航天日海报：从梦想到现实（图源：国家航天局）

“盘古破鸿蒙，天宫有九重”

但古人们的想象力仍有边界

以至于“难如登天”成为了

但“天宫”这座中国建造的天上宫阙

对“登天有多难”这个问题

也提出了对于更遥远的星辰大海的疑问

 “九天之际，安放安属？”

“日月安属，列星安陈？”

“天问一号”火星探测器

也在用“天问，问天”作出回答

北斗、墨子、悟空、嫦娥

这些以中华文化命名的航天器

都正在天空中向着真理孜孜探索

什么是浪漫，这就是浪漫！

祝福浪漫的中国航天不断进步！

监制:中国科学院计算机网络信息中心

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