正在进行长征三号丙遥四火箭助推的装配工作
□本报记者 张巧玲
与嫦娥一号发射不同的是，在嫦娥二号的发射过程中，长征三号丙火箭直接将嫦娥二号卫星送入近地点200公里、远地点38万公里的地月转移轨道。
“这次发射意味着中国从此掌握了地月转移轨道发射技术。”中国航天科技集团公司长三甲系列火箭总指挥岑拯接受记者采访时表示。
与此同时，长三丙的此次成功发射，将为我国今后的探月工程及火星探测等深空探测活动奠定重要基础。
直接奔月节省时间
嫦娥一号在发射时，考虑到我国是首次进行远距离的卫星发射，为了确保发射成功，采用了火箭的常规发射方式，即采用调相发射轨道，在星箭分离后依靠卫星自身的动力到达奔月点。但是这种发射方式毕竟不能满足今后更加严格的深空探测任务需求。
对于嫦娥二号任务来讲，一个重要的技术创新点就是要突破运载火箭直接将卫星发射至地月转移轨道的发射技术。
长征三号甲系列火箭总设计师姜杰表示，嫦娥二号任务对运载火箭提出了新的要求：推力要求更大，入轨精度和控制精度要求更高，特别是地月转移轨道的发射技术是嫦娥二号工程研制的关键技术。这也是中国航天史上首次实现这一技术。因此，运载能力更高的长征三号丙火箭便担起了嫦娥二号的发射重任。
“迄今为止，长征三号丙火箭已执行过4次发射任务，都非常成功。该火箭还继承了长三甲火箭和长三乙火箭多年来积累的经验，是我国可靠性最高的火箭之一。”岑拯说。
岑拯表示，利用长三丙火箭将嫦娥二号卫星直接送入奔月轨道，能使火箭发射效率更高。嫦娥一号用了近14天时间进入工作轨道，嫦娥二号5天以内就可以做到，这样可使整个工程缩短时间，大大节省燃料；且能使卫星星箭入轨的速度达到每秒11公里，比嫦娥一号的速度高700米每秒。
“嫦娥二号卫星的成功发射，充分验证了火箭将卫星送入地月转移轨道的技术和能力，将成为我国探月后续采用的轨道方式。”
“金牌火箭”
中国运载火箭技术研究院总体部长三甲系列主任设计师李聃接受记者采访时介绍，发射嫦娥一号的运载火箭是长征三号甲运载火箭，发射嫦娥二号的运载火箭是长征三号丙运载火箭。这两种火箭的区别主要体现在外型和运载能力上，它们同属于长征三号甲系列运载火箭。
长征三号甲系列火箭一共有3种构型，包括长征三号甲、长征三号乙和长征三号丙火箭，它们采用了模块化、组合化与整体化优化设计。长征三号甲系列火箭电气系统的单机、发电机等基本上可以做到通用。
长三甲火箭是在长征三号火箭的基础上采用重新设计第三级形成的大型三级低温液体火箭，全长52.52米，一、二子级直径3.35米，三子级直径3.0米，其标准地球同步转移轨道（GTO）运载能力达到2600公斤。
在长三甲火箭的芯一级捆绑4个2.25米的助推器就派生出了长三乙火箭，它全长54.838米，GTO运载能力可达5000多公斤，运载能力仅低于俄罗斯的质子号，当时位居世界第二位。长征三号乙是我国目前最大的高轨道运载火箭，今年9月初的鑫诺六号就是由长征三号乙发射的。
在长三甲火箭的基础上捆绑2个2.25米助推器，又组合成长三丙火箭，GTO运载能力可达3800公斤。
之所以选择长征三号丙火箭完成发射嫦娥二号任务，主要是因为嫦娥二号探测器的起飞重量是2480公斤，长征三号丙火箭的运载能力足以满足要求。
“在后续的嫦娥三号、嫦娥四号等大的探测器中，我们会使用捆绑了4个助推器构型的火箭。”李聃透露。
李聃介绍，长征甲系列火箭已经连续多次发射成功，成功率高达100%，因此长征甲系列火箭素有“金牌火箭”之称。
嫦娥二号任务是长三丙火箭的第5次任务，尽管研究人员有信心圆满完成任务，但毕竟嫦娥二号的远地点高度接近38万公里之远。面对如此艰巨的任务，如何确保长三丙万无一失，是摆在火箭发射试验队面前的一道难题。
“嫦娥二号我们打的是一个‘移动靶’，要求我们在确定的时间、确定的位置，把卫星送入确定的近月轨道。里面任何一个环节，如时间、位置发生偏差都可能导致严重后果，使嫦娥二号卫星无法进入轨道。这是嫦娥二号卫星发射和嫦娥一号相比最大的不同。”李聃说。
9项措施提高准确性
此次嫦娥二号任务选择零窗口发射，岑拯介绍，这一任务要求使此次发射任务面临三方面挑战：一是火箭本身的质量；二是天气；三是现场组织。
“我们为嫦娥二号做了240多套预案来保障发射成功。”岑拯说。
李聃则介绍，为了最大程度地提高发射可靠性，运载火箭系统采取了9项提高火箭准确性的措施，包括火箭本身的一些改进，也包括地面设备的一些改进，如地面给箭上供气、供电、供液等，都进行了一些改进，就是为了确保能够在确定的时间准时发射，确保任务的成功。
“9项可靠性增长项目在嫦娥二号发射前顺利完成，其中8项在嫦娥二号发射之前进行了验证，可以确保准时发射。”李聃介绍。
此外，中国运载火箭技术研究院的专家也对此次任务的地月转移轨道进行了认真设计，并组织资深专家进行设计的综合测算。
“尽管长征系列火箭已经有连续70多次成功发射，但每一次发射对我们来讲都是一次巨大挑战，都如履薄冰、如临深渊。”李聃说，任何一个环节出现缺失都可能留下隐患，只有各部门大力协同，作好充分准备，才能确保成功。
“长征”肩负重任
据悉，2010年是长征三号甲系列火箭高密度发射的开端之年。2011年，长征三号甲系列火箭还将迎来将近20次发射任务。
中国运载火箭技术研究院党委副书记李光亚接受记者采访时表示，2030年，我国有三大航天工程要往前推进，即载人航天工程2030年之前要完成空间站的建造，我国探月工程2030年左右实现载人登月，北斗导航工程2030年前建成中国的全球卫星导航系统，“它们的主推助力火箭都是长征三号甲系列火箭”。
李光亚认为，到2030年，对于火箭系统来讲，一是高密度发射，二是新技术的改进。
“尽管我国运载火箭发展50多年来取得了重大发展，且已跻身世界先进行列，尤其是载人航天，我们已跻身国际宇航俱乐部的第三把交椅，但和国际运载火箭的发展相比，还有很大的差距。”李光亚表示。
首先是我国的运载能力与世界水平差距较大，仅为世界水平的1/3。我国现在低轨道的运载火箭最多能把重达9.1吨的有效载荷送达200～300公里这个区间，而目前国际上的水平是25吨，美国、俄罗斯都达到了25吨。关于高轨道的运载能力，美俄已经达到15吨，我国三级运载火箭的运载能力是5.2到5.5吨之间，基本上相当于别人的1/3。
其次是推进剂。一二级火箭的推进剂有剧毒，对环境污染和人体的伤害都非常大。这种剧毒运载火箭必须改变成环保型火箭。
第三，我国目前13种型号运载火箭的设计运用制造都极其复杂，不利于标准化、系列化技术的提升。
“基于这三个方面的差距，我们必须研制新一代运载火箭。”李光亚表示，我国要在2030年之前实现载人登月、建造空间站，目前第一代运载火箭都不能胜任，必须研制新一代运载火箭，其主系列被称为长征五号。
李光亚透露，新一代运载火箭正在进行一系列的技术攻关，将在2014年实现首飞。
新一代运载火箭将解决第一代运载火箭的弊端：首先，其运载能力将基本达到目前世界先进水平，低轨道可达25吨，高轨道可达15吨。其次，新一代运载火箭将采用液氢液氧推进剂。第三，新一代运载火箭研制成功后可大大减少火箭的种类，以通过多种“新招”适应不同形式的发射。
“新一代火箭的研制成功、投入使用，将标志我国进入太空的能力上升一个很大的梯度。探月二期的部分发射任务及探月三期的发射任务就将由长征五号运载火箭承担，现在国家正在组织论证。”李光亚表示。
《科学时报》 (2010-10-08 A2 本周聚焦)