长征五号B运载火箭

長征五號B運載火箭
2020年5月5日 长征五号B火箭首飞成功
用途大型运载火箭
制造商中国航天科技集团公司(CASC)
39°06′10″N 117°30′05″E / 39.102755°N 117.501410°E / 39.102755; 117.501410
制造国家 中华人民共和国
外型及质量参数
高度53.66米
直径5米
质量838.3吨(包括载荷)
级数1.5级
酬載量
LEO有效载荷
质量25,000公斤(55,000磅) [註 1]
相关火箭
本系列长征五号系列运载火箭
发射历史
现状现役
发射场文昌航天发射场一号发射工位
19°36′53″N 110°57′04″E / 19.614691°N 110.951004°E / 19.614691; 110.951004
总发射次数2
成功次数2
首次发射2020年5月5日
助推器
助推器數4枚
高度27.6米(91英尺)[1]
直径3.35米(11.0英尺)
总重156,600公斤(345,200磅)
燃料重量142,800公斤(314,800磅)
发动机YF-100发动机
单发推力2×1199.19千牛(海平面)
2×1339.48千牛(真空)
比冲2942米/秒(海平面)
3286.2米/秒(真空)
推进时间173秒
燃料液氧/煤油
第一级
高度33.16米(108.8英尺)
直径5米(16英尺)
总重186,900公斤(412,000磅)
燃料重量165,300公斤(364,400磅)
发动机YF-77发动机
单发推力2×518千牛(海平面)
2×700千牛(真空)
比冲3139 米/秒(海平面)
4218米/秒(真空)
推进时间477秒
燃料液氧/液氢

长征五号B运载火箭也被称为长征五号乙运载火箭(简称:长五乙长五B,缩写:CZ-5BLM-5B),属于长征五号系列火箭,是中国航天科技集团公司长征五号运载火箭的基础上,按照通用化、系列化、组合化思想设计,通过移去芯二级和级间段并延长整流罩等发展而来的一款大型运载火箭,也是中国首个一级半构型的大型运载火箭,是目前中国近地軌道運載能力最大的火箭。

长征五号B运载火箭专门为中国载人航天工程中国空间站研制[2];为容纳空间站舱段,其整流罩长度达20.5米,直徑5.2米。

相比于长征五号,長征五號B運載火箭一级尾段壁板和防热板结构成型工艺中,航天一院703所用大直径大厚度碳纤维复合材料蜂窝夹层结构整体成型取代了原本采用的组合梁结合分瓣玻璃钢底板方案,减重约400千克[3]。助推器方面,航天八院通过将原头锥捆绑点下方的多层串联结构优化为并联共承力结构,并通过减少气瓶等,共减重约700千克[4]

其所屬的長征五號系列不但是中國最大最先進且環保的火箭之一,未來長五的經濟性讓中國公司在市場上也可以與世界一流業者如SpaceX等對手競爭全球訂單(此前為亞洲的大型火箭為日本三菱重工集團的產品H-IIB型),更是亞洲製造商首次推出此規格的航天器[5]

历史

长征五号乙运载火箭于2012年开始按中国运载火箭研制流程和中国载人航天工程要求立项研制。2018年11月,长征五号乙通过初样转试样研制阶段评审,进入试样研制阶段。长征五号乙遥一运载火箭于2019年4月完成第一个部段级产品,7月开始总装,11月总装完成[6]。2020年1月19日,遥一箭通过出厂评审。2020年5月5日18时0分,长征五号B搭载中国新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱,从文昌航天发射场点火升空,首飞取得成功[7]。5月8日13时49分,长征五号B试验船返回舱在东风着陆场安全着陆[8]

残骸处理

由于长征五号B采用一级半构型,每次发射,芯一级都将和载荷一起入轨[9]。火箭工程师陈亮与陈曙光指,区别于高轨道火箭可以多次点火完成受控再入,长征5号B属于近地轨道火箭,星箭分离后会进入“钝化”流程,即卸载推进级内的电能、推进剂、高压气体以防爆炸产生太空垃圾,但在此过程中会基本失去与地面的通讯能力,自主控制系统也会关闭,之后所有的动作都将是「既定」的,且火箭设计之初已经考虑到残骸再入大气层的问题,中俄两国的载人航天对残骸风险控制也做了详细规划[10]

2020年

美國太空軍公布,长征五号B火箭芯一级在完成任务后于2020年5月11日在大西洋上空脱离轨道,于北京时间5月12日晚23时33分再入靠近非洲西海岸。芯一级绕行地球达102圈。[11]有报道指一片12米残骸就坠落在科特迪瓦马洪努村,损毁了一些建筑物,但没有受伤的报道。[12][13][14]美国国家航空航天局(NASA)局长吉姆·布里登斯廷对火箭于大西洋再入前不到一小时飞越了美国大都會區而批評:“它飞过了人口中心,并重新进入了地球大气层。这可能是非常危险的",[15][16],并指這有悖NASA正寻求太空活动行为规范《阿尔忒弥斯协定》的一切原则[17]

2021年

末级残骸於2021年5月9日北京时间10时15分在阿拉伯半島上空再入大气层,[18]10時24分落入印度洋马尔代夫領海上,具體為Kudahuvadhoo英语Kudahuvadhoo島西南45公里。[19]馬爾代夫國防軍英语Maldives National Defence Force海防分舰队收到民眾反映後已巡查。[19]中國官方公布落點為位于东经72.47°北纬2.65°,並指绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁。[20]由於再入點在阿拉伯半島,引起當地民眾觀測。[18]

國際媒體不少以『中國的「航天事故」』為題報導,[21][22][23]並與另外兩次坠落事故比較:1979年7月12日美國太空總署天空实验室计划(Skylab)墜落西澳洲埃斯佩蘭斯英语Esperance, Western Australia鎮、1977年苏联发射的宇宙954号坠落在加拿大[24][25][26][27]。這種比較是由於2021年长征五号是有史以來第四重的無控殘骸。[21]而關於真正義意上的航天意外,見中华人民共和国航空航天意外列表

各國機構反響

  • 美国国家航空航天局局长比爾·納爾遜:「航天国家必须尽量减少太空物体再次进入地球对人和财产的风险,并最大限度地提高这些行动的透明度」「很明显,中国在其空间碎片方面没有达到负责任的标准」「至关重要的是,中国和所有航天国家和商业实体在太空中采取负责任和透明的行动,以确保外层空间活动的安全、稳定、安保和长期可持续性。」[28]
  • 欧洲空间局(ESA)空间运行中心工程与创新部门负责人Nicolas Brobrinsky呼吁进行监管和变更长征5号火箭的模块,否则相同问题将再次出现。Nicolas Brobrinsky评论:「基于长征五号的残骸的质量约为18吨,我们确实有点担心其落点的确切位置,但最终一切顺利,没有任何损害。正如预期的那样,大部分的火箭段在大气层中烧毁了,每个人都松了一口气。」「我们必须从这个事件中学习,当知道火箭不会彻底解体时,应该通过联合国等途径加强国际法规,以便在相同的事件上采取措施和建立机制,允许一定质量的发射器在受控情况下重新进入。否则,相同的问题会再次出现。」「中国要发射的二号模块,然后是三号模块,每次都是用同一类型的火箭,而且每次都是同样的悬念,有一天会发生严重事故的风险。」「去年,另一枚长征火箭的碎片确实在科特迪瓦的马洪努村附近坠毁,造成了损害,但没有人员伤亡。中国方面宁愿冒险,认为只有一两个碎片会以低速坠落,甚至可能在海洋坠落。」「尽管他们不确定坠落地点,他们认为没有错。但在欧洲或美国,我们不会承担这样的风险」[29]

发射记录

飞行次序 火箭序号 起飞时间(UTC+8) 发射工位 有效载荷 卫星入轨轨道 发射结果 备注
1 遥一 2020年5月5日
18时00分27.092秒
文昌航天发射场一号工位 新一代载人飞船试验船
柔性充气式货物返回舱试验舱
近地轨道[37][38] 成功[7] 其搭载的新一代载人飞船试验船在船箭分离后自主提升至大椭圆轨道。载人飞船挂载的柔性充气式货物返回舱试验舱在返回过程中出现异常。[39]载人飞船返回舱于5月8日13时49分在东风着陆场安全着陆。[40]
任务代号:921-CZ5B/Y1
2 遥二 2021年4月29日
11时23分15秒613毫秒
文昌航天发射场一号工位 天和号核心舱 近地轨道 成功 天和核心舱与火箭成功分离,进入预定轨道,之后太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常,发射任务取得圆满成功[41][42]
成功率:100%

注释

  1. ^ 200km×400km,倾角19.5°

参考文献

  1. ^ 来自长征五号B助推器的自述. 上海航天局. 2020-05-05 [2020-05-06]. (原始内容存档于2021-05-08). 
  2. ^ “胖五”家族迎新 送新一代载人飞船试验船升空——长征五号B运载火箭首飞三大看点. 新华社. 2020-05-05 [2020-05-06]. (原始内容存档于2020-08-08). 
  3. ^ 独家解析“巨箭”长五B. 中国航天报. 2020-05-05 [2020-05-05]. (原始内容存档于2021-05-08) (中文). 
  4. ^ “胖五”助推“减肥”记. 上海航天局. 2020-05-05 [2020-05-06]. (原始内容存档于2021-05-08) (中文). 
  5. ^ 亚洲火箭首次发射超过20吨的航天器!揭秘“长五B”的黑科技. 凤凰网. 科技日报. [2020-05-07]. (原始内容存档于2020-05-06). 
  6. ^ 公司生产总装的长征五号B首秀成功. 首都航天机械有限公司. 2020-05-05 [2020-05-06]. (原始内容存档于2021-05-07) (中文). 
  7. ^ 7.0 7.1 长征五号B运载火箭首飞成功 我国载人航天工程“第三步”任务开启. 新华社. 2020-05-05 [2020-05-05]. (原始内容存档于2020-05-28) (中文). 
  8. ^ 内蒙古额济纳再立新功!长征五号B试验船返回舱成功回收!. 新中国日报中文网. 2020-05-09 [2020-05-12]. (原始内容存档于2021-05-08) (中文(中国大陆)). 
  9. ^ 章文. 征战星辰,一发定全局——中国空间站建造拉开序幕. 光明日报. 2020-05-06. 从构型上看,长征五号B运载火箭采用一级半构型,由芯一级+助推器+舱罩组合体组成……火箭一级直接入轨 
  10. ^ 凤凰网航天. 火箭专家解读:大火箭的空壳再入,“是否受控”是个伪命题. 凤凰网. [2021-05-10]. 
  11. ^ 快科技. 美国太空部队检测到长征五号B火箭芯:重返大气层 绕地球102圈. 凤凰网. 2020-05-13 [2020-05-13]. 
  12. ^ Chinese Rocket Reportedly Rained Metal on Ivory Coast Last Time One Fell to Earth. [2021-05-06]. (原始内容存档于2021-05-06). 
  13. ^ Grush, Loren. An out-of-control Chinese rocket may have dumped debris in Africa after falling from space. The Verge. 2020-05-13 [2021-05-08]. (原始内容存档于2021-05-08) (英语). 
  14. ^ Bridenstine Scolds China Over Long March Reentry Debris. [2021-05-08]. (原始内容存档于2021-05-08) (美国英语). 
  15. ^ Todd, David. Rocket stage debris from Chinese Long March 5B rocket launch lands on Ivory Coast. Seradata. 2020-05-13 [2021-05-06] (美国英语). 
  16. ^ Bridenstine Scolds China Over Long March Reentry Debris. [2021-05-06] (美国英语). 
  17. ^ Bridenstine criticizes China for uncontrolled rocket reentry. SpaceNews. 2020-05-16 [2021-05-06] (美国英语). 
  18. ^ 18.0 18.1 After days of uncertainty, Chinese rocket reenters atmosphere over Indian Ocean. USA Today. 2020-05-08. 
  19. ^ 19.0 19.1 Coastguard deployed as large Chinese rocket lands near Kudahuvadhoo. Raajje TV (馬爾代夫馬累市). 2021-05-09. (原始内容存档于2021-05-09). 
  20. ^ 赵竹青. 长征五号B遥二运载火箭末级残骸已再入大气层. 人民网. 2021-05-09 [2021-05-09]. 
  21. ^ 21.0 21.1 China Rocket: 4th Largest-Ever Space Debris Accident Strikes Close To Maldives. Forbes. 2021-05-09. 
  22. ^ what happens if the fall of Long March 5B hits Earth?. France24. 2021-05-09. 
  23. ^ High alert! China rocket hurtling to Earth at 18,000mph to crash land ANY MINUTE. Daily Express (London). 2021-05-09. 
  24. ^ China's Long March 5B rocket debris crashes into Indian Ocean near Maldives, state media says. ABC News Australia. 2021-05-09. 
  25. ^ Freeland. A giant piece of space junk is hurtling towards Earth. Here's how worried you should be. The Conversation. 2021-05-04 –通过ABC News Australia.  已忽略未知参数|first-Steven url= (帮助)
  26. ^ 解读:中国长征五号B火箭重返地球 风险和善后难度多大?. www.abc.net.au. 2021-05-07 [2021-05-10] (中文). 
  27. ^ Garrett, Epps. The Last Days Of Skylab. Washington Post Magazine. 1979-04-08. 
  28. ^ Thompson, Tabatha. NASA Administrator Statement on Chinese Rocket Debris. NASA. 2021-05-08 [2021-05-10]. 
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  41. ^ 太阳能帆板展开!我国空间站核心舱发射任务圆满成功. [2021-05-08]. (原始内容存档于2021-05-01). 
  42. ^ 搭载着中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭点火升空. 新华社. [2021-04-29]. (原始内容存档于2021-04-30). 

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