据中国载人航天工程办公室消息，2020年5月5日18时00分，为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭 ，搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱，在我国文昌航天发射场点火升空。
约488秒后，载荷组合体与火箭成功分离，进入预定轨道，首飞任务取得圆满成功，实现空间站阶段飞行任务首战告捷，拉开我国载人航天工程“第三步”任务序幕。
长征五号B遥一运载火箭由中国航天科技集团所属中国运载火箭技术研究院抓总研制，这是它的首次飞行任务，也是长征系列运载火箭的第331次飞行。
随着长征五号B运载火箭的首飞成功，参与我国载人航天工程建设的长征火箭“三勇士”，已经全部亮相。
记者5日从中国运载火箭技术研究院获悉，后续长征五号B将与之前参与过飞行任务的长征二号F、长征七号这两型火箭共同参与载人航天工程建设。
据介绍，我国载人航天工程按“三步走”发展战略实施：第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验；第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。
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视频：中国空间技术研究院
先后有三型长征火箭参与其中，执行了多项发射任务。分别是成功率100%、有着“神箭”美誉的长征二号F火箭；货运飞船“专属列车”，新一代运载火箭的先行者，长征七号火箭；以及这次成功发射的“胖五”家族新成员，空间站建设的核心骨干，长征五号B火箭。
长征五号B火箭是专门为载人航天工程空间站建设而研制的一型新型运载火箭，为一级半构型火箭，芯级采用5米直径，捆绑4个3.35米直径的助推器，全箭总长约53.66米，起飞质量约849吨，近地轨道运载能力为22吨级。从运载能力上看，长征五号B火箭的运载能力是我国现役火箭中最大的，使我国发射较大规模的航天器成为可能，比如空间站的各个舱段，重量达到20吨以上，只有长征五号B火箭能够发射。
此次长征五号B火箭首飞成功，意味着我国载人航天空间站建设将进入实质阶段。未来载人航天长征“三勇士”将携手合作，分别承担起我国空间站舱段、载人飞船、货运飞船的发射任务，助力我国空间站早日建成，为中国航天搭建更广阔的舞台。
2020年，长征五号系列火箭将执行三次发射任务，长征五号B火箭首飞之后，大约在2020年7月，长征五号火箭将发射我国首个火星探测器；2020年底前，长征五号火箭还将发射嫦娥五号月球探测器，实现月球采样返回。
长征五号B合练/首飞发射队于1月29日陆续进场，此时正逢突如其来的新冠肺炎疫情形势最严峻时期，中国运载火箭技术研究院通过落实专责疫情防控责任人，配备医疗物资，加强医疗保障力量，严格落实各项防控措施，确保了发射队整体状态良好，做到了队员零感染、任务零推迟，确保了疫情防控和发射任务双胜利。
我国载人航天工程建设
长征火箭“三勇士”
长征二号F火箭：见证载人航天工程每一步
长征二号F火箭长约58米，由3.35米直径芯一级、芯二级捆绑四个2.25米直径助推器构成，发射载人飞船时配备逃逸塔。火箭起飞质量约480吨，可以把8.6吨的有效载荷送入近地轨道。火箭可靠性指标达到0.97，航天员安全性指标达到0.997，是我国可靠性和安全性指标最高的运载火箭,有着“神箭”的美誉。
1999年11月20日，长征二号F火箭首次发射并取得成功，将中国第一艘无人实验飞船“神舟一号”送入太空。
2003年10月15日，长征二号F火箭将中国首名航天员杨利伟送入太空，使我国成为继苏联和美国之后，第三个将人类送上太空的国家。
2005年10月12日，长征二号F火箭将航天员费俊龙、聂海胜送入太空，实现多人多天飞行试验，中国载人航天工程的“第一步”成功实现。
2016年，长征二号F火箭成功发射神舟十一号飞船，航天员景海鹏、陈冬，成功在太空驻留30天，完成系列科学试验和技术试验。中国载人航天工程“第二步”完成。
“20年间，长征二号F火箭以13次完美的飞行，100%发射成功率，将5艘无人飞船、6艘载人飞船、2个空间实验室送入太空。”长征二号F火箭总指挥荆木春介绍说。
据长征二号F火箭总设计师张智介绍，在载人飞行中，航天员的安全是最重要的，为保证航天员的安全，研制人员对任何可能存在隐患的环节都格外敏感，采取了一系列专门措施。
比如，对易接错的插头从设计上加以改进，操作人员想插错都难。火箭还配备了逃逸系统，一旦发生故障，逃逸塔可以拽着轨道舱和返回舱与火箭分离，帮助飞船上的航天员脱离险境。
载人航天工程的“第三步”，将进行载人空间站的建设，建成我国完整的载人空间站工程系统，这就需要新一代运载火箭长征七号和长征五号B执行货运飞船、核心舱、实验舱等的发射任务。
长征七号火箭：货运飞船的“专属列车”
长征七号火箭全长53米，采用“二级半”构型，芯一级、芯二级直径3.35米，4个助推器直径2.25米，采用液氧、煤油等无毒无污染燃料作为推进剂，火箭起飞质量约597吨，近地轨道运载能力约为13.5吨，700千米太阳同步轨道运载能力约5.5吨。
长征七号火箭是为载人航天工程发射货运飞船而研制的一型火箭，火箭2016年搭载远征一号甲上面级首飞成功，将7个有效载荷送入预定轨道；2017年成功发射“天舟一号”货运飞船，为天宫二号送去了我国首个“太空快递”。
据长征七号火箭总指挥孟刚介绍，长征七号火箭的主要用途是向空间站运输各类物资，其中既包括航天员在太空生存的生活物资，比如饮用水、太空食品、舱外航天服等；也包括空间站运行维护所需物资，比如太阳能电池翼、设备备件等；还可以向空间站实施推进剂在轨补加，为空间站补充推进剂。所以长征七号也有空间站“货运专列”的称号。
长征七号火箭的研制历时8年，仅初样研制阶段，研制团队就开展了1600多项研制试验，其中大型地面试验达360多项。作为我国第一枚数字化火箭，也是首枚在海南文昌航天发射场发射的火箭，长征七号在新一代运载火箭的创新之路上跨出了一大步，肩负了技术进步的历史重任。长征七号火箭总设计师范瑞祥介绍到。
长征五号B火箭：首战告捷，重任担纲
长征五号B运载火箭总长约53.66米，采用“一级半”构型，芯级直径5米，捆绑4个3.35米直径的助推器，起飞质量达849吨，起飞推力约1078吨 ，近地轨道运载能力不低于22吨。
长征五号B火箭拥有目前我国最长最大的整流罩，整流罩长度达到20.5米，相当于6层楼房的高度，直径5.2米。如此宽敞的空间，也是为了发射空间站核心舱和实验舱而量身打造的。
据长征五号火箭总指挥王珏介绍，长征五号B火箭是专门为我国载人航天工程打造的一型全新构型的火箭，代表了我国运载火箭技术的最高水平，承担着发射载人航天工程空间站核心舱和实验舱的艰巨任务，是参与空间站建设的骨干力量。
长征五号火箭总设计师李东介绍，长征五号B火箭研制期间，突破了低温火箭“零窗口”发射技术、大直径舱箭分离技术、大推力直接入轨技术等一系列关键技术，其中多项是为满足空间站舱段需要所独有的技术。
揭秘：
中国空间站“专属列车”四大亮点
作为我国载人航天工程空间站建设的主力火箭，长征五号B运载火箭代表了我国运载火箭技术的最高水平。
为了当好运送空间站舱段的“专属列车”，在充分继承长征五号火箭优秀“基因”的基础上，长征五号B火箭身上还有许多首创的航天科技亮点，是长征火箭家族中无可替代的“团宠”。
史啸摄
亮点一：
超大整流罩——不止于大
整流罩是运载火箭的重要组成部分，用于保护卫星或其他有效载荷免受气动力、气动加热及声振等有害环境的影响。长征五号B火箭拥有目前我国最长最大的整流罩，整流罩长度达到20.5米、直径5.2米，相当于六层楼的高度，如此宽敞的空间，也是为了发射空间站核心舱和实验舱而量身打造的。
为了改善气动特性，长征五号B火箭整流罩采用流线型的冯·卡门曲线外形，可以更好的减小空气阻力，减轻载荷影响。同时整流罩分离采用了旋转式分离方案，确保超大整流罩可以安全、可靠的实现分离。
亮点二：
验证“零窗口”发射技术——获取新技能
长征五号B火箭是我国首个实施“零窗口”发射的低温火箭。所谓火箭发射窗口，是指允许火箭发射的时间范围，一般是根据卫星或飞船入轨要求以及多种限制条件综合权衡后确定。“零窗口”要求火箭必须分秒不差的点火升空。
为了满足空间站交会对接的要求，长征五号B火箭需要做到“零窗口”发射，将发射时间误差控制在1秒以内。这就要求火箭各系统在点火前提前做好准备。但由于低温推进剂加注后会不停的“蒸发”消耗，因此发射准备好并不是越早越好。因此，长征五号B火箭需要综合权衡好“提前量”和低温推进剂“蒸发”的“消耗量”的关系。
长征五号B运载火箭总设计师李东表示，研制团队从发射可靠性提升和发射流程优化两个方面开展了科技攻关，通过可靠性分析和试验，实现了关键系统可靠性提升；通过射前流程优化，提高了各系统对“零窗口”发射的适应性。
亮点三：
大直径舱箭分离——以“柔”克刚
空间站舱段和长征五号B火箭的连接接口直径超过4米，“乘客”和火箭的分离不是“下车”那么简单，需要考虑可靠性、冲击环境等多个方面的因素，既要确保安全分离，又要尽量将分离过程中出现的冲击环境等不利影响降到最低，形象一点说，要像把婴儿抱出婴儿车那般轻柔、谨慎的完成空间站舱段与火箭的分离。
为此，长征五号B火箭研制团队围绕降低和改善冲击环境开展了专题攻关，对多种降冲击方案进行比较和试验后，采用了“隔冲框＋阻尼盒”的降冲击方案，并应用了“颗粒阻尼技术”，迅速地耗散动能，实现减振降噪的效果。经过试验验证，舱箭分离界面的分离得到有效改善，空间站舱段可以在“下车”过程中感受到火箭的“温柔”。
亮点四：
大推力直接入轨——“一步登天”
作为一级半构型的火箭，长征五号B火箭没有单独的调姿和末速修正系统，而是利用一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道。为了确保飞船入轨的精准、安全，火箭在一级飞行段需要面对入轨精度、分离安全等方面的更高要求和更大挑战。
面临新的难题和挑战。研制团队从入轨姿态控制、入轨精度控制、分离安全控制三个方面开展了攻关。通过采用姿态控制增益优化方法，提高了火箭姿态控制精度；通过采用多方法联合的复合制导方案，有效降低了制导误差对精度造成的影响，帮助火箭在分离时处于最佳“姿态”和最准位置。
同时，为了提高舱箭分离后的安全裕度，增加了2枚离轨火箭，确保舱箭分离后，火箭一级箭体可以避开空间站舱段的轨道面。经过仿真分析、系统综合实验、半实物仿真试验等考核评估，大推力直接入轨精度控制和分离安全控制技术的有效性得到了验证，长征五号B火箭成为第一型只靠助推及一级飞行就能实现有效载荷精确入轨的火箭。
我国首个一级半构型火箭
强在哪里？
一般来说，火箭分单级火箭和多级火箭两类，本次首飞成功的长征五号B火箭，在一级上捆绑了四个助推器，我们一般把助推器算作半级。
所以，长征五号B火箭，是我国首个一级半构型火箭。这种结构的火箭强在哪里？中国运载火箭技术研究院的专家进行了解读。
摄影：邓烨晨
专家介绍，目前世界各国采用较多的是多级火箭。比如，我国发射载人飞船的长征二号F运载火箭和发射空间站货运飞船的长征七号火箭都是二级半构型火箭。多级火箭最大的特点是，火箭点火后，最下面一级的燃料开始燃烧，燃料燃烧完后，发动机关机，发动机和储存燃料的箱体就会从箭体上分离，从而使火箭“轻装前行”。
但是，火箭级数也不是越多越好，级数多了，控制起来就会更复杂。所以多级火箭一般不超过四级，我国现役火箭，级数最多的是长征十一号固体运载火箭，有四级。
实际上，真正设计一款火箭的构型的时候，需要考虑的因素是非常多的，对火箭的运载能力、结构强度、材料选择、速度控制等都需要极为精确的计算和试验。
长五B丰富和完善我国火箭构型
摄影：史啸
我国于1970年4月24日发射的第一枚火箭长征一号，就是一枚三级串联火箭，其后于1974年首飞的长征二号，1975年首飞的“金牌火箭”长征二号丙，都是多级串联的火箭。
经过多年发展，我国已经掌握了从常温到低温、从载物到载人、从液体到固体、从陆地到海上等一系列技术，形成了较为完备的火箭系列，长五B一级半构型进一步丰富了我国火箭构型。
目前我国长征系列火箭主要构型如下：
两级火箭：长征二号、长征二号丙、长征二号丁
两级半火箭：长征二号捆、长征二号F、长征五号、长征七号
三级火箭：长征一号、长征三号、长征三号甲、长征四号系列、长征六号
三级半火箭：长征三号乙/丙
四级火箭：长征十一号（固体）
一级半火箭：长征五号B
一级半构型火箭有多强？
合练箭转场 摄影：史啸
级间分离是火箭飞行中动作最复杂、也是最容易出现问题的环节之一。火箭级间分离时，下级发动机关机，级间分离火工品工作使两级分开，同时，为避免分开的两级发生“追尾”和“碰撞”，就需要侧推小火箭或反推小火箭点火，使分离开的两级隔开一段安全距离后，上级发动机再点火，上级火箭继续加速飞行。
这个过程的控制非常复杂，级数越少，分离次数就越少，发生故障的概率就越低，长征五号B火箭一级半直接入轨，减少了分离次数，有效提升了可靠性。
当然要实现一级半直接入轨可不容易，至少有两个“拦路虎”需要降服。一个是“上得去”，也就是推力要足够大；另一个是“打得准”，也就是入轨要精准。用于发射空间站舱段的长五B火箭是我国现役火箭中底轨运载能力最大的火箭，充分发掘了液氧煤油发动机大推力、氢氧发动机高比冲的优势。4个助推器配置的共8台YF-100液氧煤油发动机，地面推力达9600千牛，如此强劲的推力，让火箭点火后就能获得较大的加速度。
同时，一级火箭配置的2台YF-77氢氧发动机，因其比冲高的特点，使火箭能够以较少的燃料获得较大的推力。
另一个难关是“送得准”，也就是入轨要精准。
长征五号B火箭突破了大推力直接入轨技术、 大直径舱箭分离技术确保安全分离、顺利交接，又要将过程中出现的冲击环境降到最低，还能实现减振降噪的效果。
新一代载人飞船试验船亮相！
航天员新“座驾”舒服、经济又安全
由中国航天科技集团有限公司第五研究院研制的新一代载人飞船试验船终于揭开神秘面纱。
这次成功发射的试验船是新一代载人飞船的“试验款”，主要是对高速再入返回防热、控制和回收着陆等关键技术进行飞行验证，为未来载人航天奠定更坚实的基础。
飞船试验船产品吊装
新飞船将可乘坐6至7名航天员
跟神舟飞船三舱结构不同，新飞船试验船是“两居室”，一个是返回舱，是整船的指令中心，也是航天员生活居住的地方。未来的新飞船将可乘坐6至7名航天员；另一个是服务舱，是整船能源与动力中心。
飞船试验船总装现场
返回舱采用“墙壁+保温层”的双层壳结构，“墙壁”围起来的是航天员的“驾驶室”，具有容积大、密封性好、舱内视野遮挡少等特点。而且新飞船的“驾驶室”里只安装环控生保、人机交互等直接关系到航天员生命安全和飞船操控的设备，腾出了大量空间，也最大程度地避免了大量设备和航天员共处一室的安全隐患。其他设备都放入了“墙壁”和“保温层”中间的夹层中。因为设备不用呼吸，放到这个非密封的空间中也算是得到妥善的安置。
飞船试验船在轨飞行模拟图
智能自主能“导航”能“看病”
新飞船试验船的GNC系统可以独立控制飞船飞行，进一步提高了自主运行能力，提高了在轨生存能力和应用潜力，同时降低了维护运营成本，对我国后续深空探测和载人航天型号的发展具有十分重大的意义。
新飞船试验船入轨后，“飞船大脑”——GNC系统自主确定行驶路线并进行导航，还能实时掌握飞船当前的位置和速度。简单来说，就是“飞船大脑”不仅知道飞船现在处在什么位置，而且还知道将要去哪里，走哪条路能更快地到达目的地。
此外，新飞船试验船还能自己给自己“看病”。在飞行过程中它实时关注着自己的健康，一旦出现问题，通过系统智能的算法自己给自己“诊病”，找到病灶并临时或长久剔除病灶。
多套设备实现重复利用
随着我国航天事业的发展，我国天地往返运输需求将不断高涨，这就需要研发更经济、更高效的交通工具。
为了实现多功能使用，新飞船试验船采用“搭积木”式的模块化设计。未来根据不同的任务需求，通过相同的返回舱和不同的服务舱的配置就可以完成。
为了提高可重复使用率，新飞船试验船也精打细算到每一个细节。像星敏感器、计算机等高价值设备原先都放在服务舱里，落入大气层时会被烧毁。为了“省钱”，这些高价值设备统统放在返回舱，跟着返回地球，以便重复利用。这些先进的设计，让新飞船的成本大幅降低。
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