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技术|新一代中型运载火箭家族添新员 填补我国高轨运载能力空白

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技术|新一代中型运载火箭家族添新员 填补我国高轨运载能力空白
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3月12日1时51分 ， 由航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制的长征七号A运载火箭在海南文昌发射场点火升空 ， 将新技术验证系列卫星九号送入预定轨道 ， 发射取得圆满成功 。 长七A火箭的成功发射 ， 拉开了中国新一代运载火箭2021年发射的大幕 ， 标志着我国新一代中型运载火箭家族又添新成员 。 本次发射是长征系列火箭的第362次发射 。
高轨发射能力再提升
长七A火箭是在长征七号火箭的基础上 ， 与长三甲系列火箭三子级组合形成的三级半火箭 ， 是新一代中型运载火箭的主力构型 。 长七A火箭全箭长60.1米 ， 芯一级、芯二级直径3.35米 ， 芯三级直径3米 ， 助推器直径2.25米 ， 起飞重量约573吨 ， 地球同步转移轨道运载能力不低于7吨 ， 同时具备零倾角轨道、奔月轨道等高轨发射能力 。
目前我国具备高轨道发射能力的主力运载火箭 ， 能够将5.5吨的有效载荷送到地球同步转移轨道 ， 而长七A火箭的成功研制 ， 填补了我国运载火箭地球同步转移轨道5.5吨至7吨运载能力的空白 。 长七A火箭总指挥孟刚说 ， “长七A火箭的成功发射 ， 进一步丰富了长征系列运载火箭的型谱 ， 不仅实现了我国中型运载火箭的更新换代 ， 而且将有力带动和牵引我国未来大中型卫星的升级换代 ， 对航天强国建设具有重要意义” 。
未来 ， 在36000公里的地球同步轨道上 ， 具备7吨运载能力的长七A火箭将和具备5.5吨运载能力的长三甲系列火箭、具备14吨运载能力的长五火箭一起 ， 形成更加优化、合理的能力布局 ， 这将大力提升中国航天进出空间的能力 ， 对推进高轨道卫星组网建设具有重大意义 。
火箭技术再升级
为中国航天搭建更广阔、更可靠、高质量的舞台 ， 是长七A研制团队不懈追求的目标 。 长七A火箭是按照通用化、组合化、模块化的思路进行研制 ， 在长征七号运载火箭的基础上 ， 与长三甲系列火箭三子级组合形成的三级构型火箭 ， 具有很好的基础技术 。 但是火箭的研制工作不是“搭积木” ， 成熟模块组装在一起的火箭 ， 也依然面临着很多技术挑战 。
为此 ， 研制团队进行了一系列创新和适应性改进 ， 首次创新性提出助推不分离方案 ， 降低了分离系统的复杂度 ， 减少了分离装置和伺服机构的数量 ， 提升了火箭可靠性和经济性 ， 该项技术的应用在国际上尚属首次；与传统火箭发动机控制不同 ， 长七A火箭芯一级发动机不摆动 ， 而是依靠4个助推器上的发动机切向摆动来实现姿态控制；为适应卫星发射 ， 整流罩柱段缩短2.5米；为适应火箭高度 ， 活动发射平台脐带塔增高约7.5米 ， 摆杆增加到7根……作为一型新研制的火箭 ， 长七A火箭可谓创新点满满 。
与此同时 ， 研制团队不断探索、集智攻关 ， 先后突破了3大关键技术 ， 即：高精度高空风场测量准实时双向风修正技术、大长细比火箭姿态控制技术和适应典型故障模式的制导控制技术 ， 实现了火箭技术的再升级 。
长七A火箭总设计师范瑞祥说：“把握好继承与创新的辩证关系是研制工作需要把握的重点 。 长七A火箭在充分继承长征七号、长三甲系列火箭成熟模块的基础上 ， 创新提出多项关键技术 ， 为提升我国新一代火箭的技术水平作出了很多有益的探索和尝试 。 ”
新起点 新征程
“长征七号A火箭发射成功是研制历程的一个重要里程碑 ， 但是这只是一个新的起点 ， 后续的工作任重道远 ， 仍然需要我们奋力拼搏 。 ”孟刚说 。 按照我国运载火箭升级换代策略 ， 新一代运载火箭将在2025年前后初步实现对现役火箭的更新换代 。 根据目前任务安排 ， 长七A火箭2025年前任务安排饱满 ， 将每年执行3次至5次发射任务 。
【技术|新一代中型运载火箭家族添新员 填补我国高轨运载能力空白】后续 ， 长七A火箭还将根据任务需求研制更大直径整流罩构型；以长七A火箭为基础 ， 通过增加上面级等方案 ， 实现零度轨道倾角卫星发射任务 ， 执行探月、探火和小行星探测等深空探测任务 ， 为我国航天强国建设提供坚实保障 。 （经济日报经点科学工作室 采访人员姜天骄 通讯员陈洁）

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