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第8章 人类探索太空的翅膀——火箭(3)

目前经常使用的是“宇宙神D号”和“宇宙神—半人马座号”两种型号。它们除作为“月球号”和“火星号”星际探测器的运载工具外,曾用来发射过通信卫星和“水星号”载人飞船。

“大力神”系列运载火箭

“大力神”系列运载火箭由马丁·玛丽埃特公司研制生产,共有6种型号,包括“大力神2”“大力神3”“大力神34”“大力神4”“商业大力神3”子系列火箭。它们主要发射各种军用卫星,也发射了“太阳神号”“海盗号”“旅行者号”等行星和行星际探测器。

“大力神2”系列火箭有“大力神2LV—4”“大力神2SLV”“大力神2S”等几种型号。“大力神2LV—4”是为“双子星座”载人飞船计划服务,火箭长33.22米,最大直径305米。

美国“大力神”系列运载火箭

“大力神3”系列火箭由美国国防部主持研制,有A、B、C、D、E五种型号,可发射各种轨道卫星,有代表性的是“大力神3C”火箭。该火箭由“大力神3A”发展而来,主要用于发射军用同步轨道卫星。火箭最长506米,最大直径97米。

“大力神34”系列火箭有34B、34D、34D/惯性上面级、34D/过渡级等几种型号,主要用于发射军用卫星。“大力神34B”为三级火箭,最大直径305米。“大力神34D”长4935米,最大直径982米。

“商业大力神3”火箭是“大力神34D”的改进型,其设计完全出于商业目的,火箭的各种整流罩可适用于目前各种商业有效载荷。火箭长482米,最大直径982米。

“大力神4”系列火箭是“大力神34D”的改型,系美国空军预备在航天飞机不能满足军需时使用的火箭,主要用于发射太阳同步轨道大型军用卫星及其他军用卫星。

“德尔塔”系列运载火箭

美国“德尔塔”系列运载火箭“德尔塔”系列运载火箭由美国科麦道公司研制生产。它是在“雷神”中程导弹基础上发展起来的航天运载器。它是世界上成员最多、改型最快的运载火箭系列(改型达40余次),其发射次数居美国其他各型火箭之首。同时,该型火箭发射了世界第一颗地球同步轨道卫星。

“德尔塔”火箭于1960年5月首次发射,它先后发射过“先驱者号”探测器、“泰罗斯”气象卫星、“云雨号”卫星、“辛康号”卫星、“国际通信卫星Ⅱ号”“国际通信卫星Ⅲ号”等。

“德尔塔号”三级火箭有两种型号,总长384米,起飞重量分别为220吨和230吨。一种的同步转移轨道运载能力为14吨,另一种的同步转移轨道运载能力为1.8吨。

知识点

同步轨道

同步轨道是指让太空船或人造卫星的周期,和地球(或其他星球)自转周期相同的特殊轨道。在地球赤道的上空,同步轨道的高度为35900千米。

“长征”系列火箭誉满世界

1964年6月29日,中国自行设计制造的第一枚单级液体火箭“东风2号”从东方地平线上腾空升起,揭开了中国现代火箭发展的序幕。几十年来,已先后成功研制了近程、中近程、远程及洲际导弹和一系列战术导弹系列,为国防现代化作出了巨大贡献。

“长征1号”运载火箭

中国“长征1号”系列运载火箭

“长征号”是中国运载火箭系列的名称,它表示曾经发明火箭的中华民族在今天以自立于世界之林的长征精神开始向太空进军。1965年,为适应发射人造卫星的需要,中国开始研制多级运载火箭。经过5年的时间,“长征1号”运载火箭于1970年4月24日将中国第一颗卫星“东方红1号”送上地球轨道,随着太空传来《东方红》乐曲声而名扬天下。

“长征1号”是为发射中国第一颗人造地球卫星“东方红1号”而研制的三级运载火箭。它的一、 二级火箭采用当时的成熟技术,并为发射卫星做了适应性修改,第三级是新研制的以固体燃料为推进剂的上面级。1971年3月3日,“长征1号”火箭第二次发射,把“实践1号”科学试验卫星准确送入轨道,又一次取得圆满成功。“长征1号”火箭的运载能力为300千克,共进行了两次发射,均获得成功。

中国第一颗人造卫星的发射,虽然比苏联发射的世界上第一颗人造卫星晚了13年,但这是完全依靠自己的力量实现的,是中国航天事业发展的良好开端。

“长征2号”运载火箭

“长征2号”运载火箭是从洲际导弹的基础上发展而来的,并于1975年11月26日发射了1吨多重的近地轨道返回式卫星,成功地回收了返回舱。此后,又根据发射卫星的需要,陆续衍生出“长征2号丙”、“长征2号丙改进型”、“长征2号丁”、“长征2号E”、“长征2号F”等运载火箭。在长征火箭大家族中,“长征2号”系列主要用于发射各类近地轨道卫星。

中国“长征2号”动载火箭“长征2号E”火箭是以加长型“长征2号C”为芯级,并在第一级周围捆绑4个液体助推器组成的低轨道两级液体推进剂火箭。它的近地轨道运载能力高达92吨。“长征2号E”于1990年试射成功,后经适当适应性修改后,还可以用来发射小型载人飞船。

为满足发射“神舟号”飞船的要求,保证航天员的安全,中国又在“长征2号E”的基础上增强了可靠性并增设了故障检测系统和逃逸救生系统,从而发展出了“长征2号F”运载火箭,专门用来发射“神舟号”载人飞船。

由于“长征2号”火箭的质量和可靠性非常高,1975-1996年连续成功地把17颗返回式卫星送上天,在国际卫星发射市场上获得了非常好的声誉。

“长征3号”运载火箭

“长征3号”运载火箭是为发射中国通信卫星而研制的。它是在“长征2号”二级火箭上面加了一个以液氢、液氧为推进剂的第三级,所用的液氢液氧发动机可以二次启动,在技术上达到当时国际先进水平,是中国火箭技术发展的一个重要里程碑。

中国“长征3号甲”运载火箭1984年,“长征3号”成功地发射了中国第一颗地球同步试验通信广播卫星“东方红2号”。1985年,中国宣布进入国际商业卫星发射市场。1990年,中国首次用“长征3号”运载火箭将美国休斯公司制造的“亚洲1号”卫星送入地球同步轨道。此后,“长征3号”系列不断增加新成员,如“长征3号甲”“长征3号乙”,主要用于发射地球静止轨道卫星。

“长征3号”运载火箭的研制过程中,解决了低温推进、发动机在失重条件下高空二次点火和大型运载火箭的纵向耦合振动等技术难题。现在世界上只有少数国家掌握氢氧发动机技术,它的研制成功,标志着我国运载火箭技术已跻身于世界先进行列。

“长征4号”运载火箭

中国“长征”系列运载火箭“长征4号”运载火箭是为发射太阳同步轨道卫星研制的三级运载火箭。1988年9月7日首次发射成功,将一颗实验型气象卫星“风云1号”送入太阳同步轨道。“长征4号”系列运载火箭包括“长征4号甲”“长征4号乙”“长征4号丙”三种型号。

“长征5号”运载火箭2015年有望亮相

据了解,由天津生产的新一代运载火箭“长征5号”预计将于2015年亮相。新一代运载火箭使用的是120吨液氧煤油发动机和50吨氢氧发动机,无毒、无污染、高性能、低成本和大推力是其五大特征。新一代运载火箭的研制将最终实现近地轨道运载能力达到25吨,地球同步转移轨道运载能力达到14吨。中国“长征5号”火箭模型

经过几代航天人的艰苦奋斗和顽强拼搏,中国运载火箭技术研究院从无到有,从小到大,从弱到强,发展成为我国最大的运载火箭研制、试验和生产基地。研究院先后成功研制了10种长征系列运载火箭,形成了“长征”火箭系列型谱,能发射近地轨道、太阳同步轨道、地球同步转移轨道卫星或航天器;实现了从常规推进剂到低温推进剂、从串联到捆绑、从一箭单星到一箭多星、从发射卫星到发射载人飞船的技术跨越,奠定了我国航天事业发展的基础,使航天发射技术处于世界先进水平。

知识点

失重

所谓失重,就是物体对支持物的压力小于自身的重力。当近地物体的加速度向下时,其实际视重小于实际重力我们就称其处于失重状态;当物体以重力加速度向下加速运动时(自由落体)我们叫它完全失重状态。不过,航天器在环绕地球运行或在行星际空间航行中处于持续的失重状态。

大部分人认为处于宇宙空间就会处于失重状态,其实并非如此。就质量一定的天体来说,物体离它越远,所受它的引力越小,即重力越小,在足够远的距离上,它的引力可以忽略不计。但宇宙中不止一个天体,众多天体的引力会形成一个引力场。因此,太空不会是失重环境。就局部地区来说,当两个或几个天体的引力相互抵消,重力为零。