4月20日22時41分，我國在西昌衛星發射中心使用長征三號乙運載火箭成功將北斗衛星導航系統第44顆衛星 （北斗三號IGSO—1衛星）送入預定軌道。
至此，中國長征三號甲系列運載火箭 （以下簡稱 “長三甲系列火箭”）的發射次數正式刷新為100次。而此次里程碑式的發射，亦成為長三甲系列火箭及中國航天事業的新起點。
“長三甲系列火箭100次發射的成功率為98%，這是和世界任何一個火箭型號發射成功率相比都名列前茅的成績。”中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院長三甲系列火箭總指揮岑拯說。
步入 “百發俱樂部”
就在40天前，長三乙這枚 “勞模”火箭剛剛完成了中國航天史上第300次發射。
資料顯示，長征三號甲系列運載火箭由中國航天科技集團有限公司 （以下簡稱 “航天科技集團”）所屬中國運載火箭技術研究院 （以下簡稱 “火箭院”）研製生產，由長征三號甲、長征三號乙、長征三號丙 （以下簡稱 “長三甲”“長三乙” “長三丙”火箭）三種低溫液體運載火箭組成，該系列運載火箭包攬了目前我國絕大多數高軌道航天器發射任務，是長征系列運載火箭高強密度發射的 “主力”，不僅是我國目前高軌道上發射次數最多、成功率最高的火箭系列，同時也多次承擔了商業衛星的發射任務，因此被譽為我國的 “金牌火箭”。
發射成功後，火箭院長三甲系列火箭首任總設計師兼總指揮、中國工程院院士龍樂豪感慨萬千，他用 “長征嬌子創新擔大任”總結了長三甲系列火箭過去25年的發展歷程。 “在長征系列火箭中，不論是從設計之初的頂層規劃及總體技術方案的前瞻性、全局性、適應性，還是從技術先進性，以及所承擔任務的重要性方面來說，長三甲系列火箭都是當之無愧的佼佼者，說它是 ‘嬌子’並不為過。”龍樂豪對記者說。
據龍樂豪介紹，1986年，為服務我國新一代通訊衛星，長三甲火箭正式立項，在充分繼承長征三號火箭成熟技術的基礎上，長三甲突破了4大關鍵技術為代表的上百項新技術項目，使得中國火箭地球同步轉移軌道運載能力達到了2.6噸。“雖然已經滿足了立項的目標，但為了進一步提升中國運載火箭在國際市場上的競爭，設計人員通過 ‘先改後捆、上改下捆’的巧妙方式陸續研製出了長三乙、長三丙型號，將中國火箭地球同步轉移軌道運載能力分別提升到了5.5噸與3.9噸，形成了長三甲 ‘小家族’，滿足了不同型號衛星的發射需求。” 龍樂豪說。
據瞭解，長三甲系列火箭構成了目前我國高軌道運載能力最大、適應性最強的運載火箭系列，其運載能力可覆蓋世界大多數應用衛星的質量，顯著增強了我國商業火箭在國際衛星發射服務市場上的競爭能力。
與此同時，長三甲系列火箭研製團隊還確立了以發射計劃為主線，技術、進度、質量全面支撐的整體框架。長三甲系列火箭研製生產能力已從一年2~3枚提高到8~10枚，發射週期從60天減至21天，每次執行發射任務的隊伍也從300人降到了150人。
另據航天科技集團的統計數據顯示，從1994年2月8日長三甲發射實踐四號星和模擬星圓滿成功，到2019年4月20日長三乙發射北斗三號衛星圓滿成功，25年的時間裡， “金牌火箭”實現了從0~100的跨越。其中，前50次發射用了18年，而後50次發射只用了7年時間。僅2018年，長三甲系列火箭就做到了14戰全勝。越來越強的發射密度不僅見證了 “金牌火箭”的誕生，也見證了中國由航天大國向航天強國邁進的步伐。
關鍵技術穩步提高
25年的100次發射，使得長征三號甲火箭總體技術進行了多項改進，火箭的任務適應性、發射可靠性、安全性也均得到有效提高。
據記者瞭解，為使系列火箭的總體技術性能達到國際一流水平，設計人員在繼承成熟技術的同時，嘗試在設計中採用60%~70%的新技術。其中重要的共108項，重要技術創新項目22項，重大關鍵技術項目4項。
而伴隨中國探月工程和北斗導航工程的立項研製，長征三號甲系列運載火箭也正迎來更大的挑戰。長三甲系列火箭遠距離測發控系統的使用提升了人員安全性，提高了發射可靠性，併為新一代運載火箭所借鑑。
據中國科學院院士、火箭院長征三號甲系列運載火箭總設計師姜傑介紹，在長征三號甲系列火箭100次發射中，有36次執行北斗工程發射任務，成功將48顆北斗導航衛星送入軌道；有5次執行探月工程，成功將嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號、嫦娥四號、嫦娥五號載入返回飛行試驗器送入地月轉移軌道；有36次執行通信衛星工程，發射36顆通信衛星；有7次執行氣象衛星工程，發射7顆風雲氣象衛星；有16次執行國際發射任務，發射16顆國際商業衛星。而這也讓長三甲這一 “金牌火箭”成為了名副其實的 “全能火箭” “北斗專列”。
值得關注的是，伴隨關鍵技術的逐步提高，長三甲系列火箭發射衛星的入軌精度已然達到世界一流水平。火箭不僅可以一箭單星，還可一箭多星發射，既可用於標準地球同步轉移軌道發射，也可用於超同步轉移軌道或低傾角同步轉移軌道發射，以及深空探測器發射，實現了滿足用戶多種不同使用的需求。
據龍樂豪介紹，從推進技術來說，長征三號甲系列火箭的三子級採取液氫/液氧推進劑，做到了環保無汙染，技術難度極大，因此已站在當時世界火箭第一梯隊。而正是因為採用了高效的液氫液氧推進劑，長三甲系列火箭三子級的比推力也是世界一流的。而所謂得比推力，就是火箭在單位時間內消耗單位推進劑所產生的推力。
“常規的四氧化二氮/偏二甲肼推進劑，比推力最高不到280秒，液氧/煤油推進劑的比推力也就在300~310之間，而液氧/液氧推進劑最高能達到440秒，高下立見。”龍樂豪表示。
另據記者獲悉，衡量一型火箭是否先進，還有一個關鍵的指標，即有效載荷係數。通俗地說，就是火箭運送衛星的重量除以它的起飛重量所得出的係數。對此，龍樂豪形象地打了個比喻： “就像兩個舉重運動員，舉的重量是一樣的，他倆誰的體重更輕，誰就贏了。火箭也是一樣的道理，同樣的起飛重量，發射的衛星越大，有效載荷係數越大，火箭就越先進。目前長三甲的有效載荷係數是世界上第三位。”
“上世紀80年代的技術水平造就了30年曆史的系列型火箭仍在使用，經久不衰。”長征三號甲系列火箭總指揮金志強向記者如是感嘆。
國際商業發射效益初顯
長三甲火箭立項之初的目標是實施我國第二代衛星通訊工程，然而，以龍樂豪為代表的第一代研製人員卻把目光瞄向了更大的市場，他們計劃在國際發射服務市場上大幹一場。
“國家1985年就提出，要把長征火箭投入到國際市場，也給我們指明瞭方向，所以長三甲研製出來後，我們不僅要面向國內，還要面向國外。”龍樂豪說。
據其回憶，長三甲火箭目標運載能力是2.5噸，與國際發射服務市場還有較大的差距，於是他和夥伴們想到了一個好的技術途徑：上改下捆，先改後捆。先研製一個基礎型號——長三甲，然後再通過捆綁不同數量的助推器，使火箭在地球同步軌道的運載能力從2.5噸延伸到5.5噸，從而形成一個佈局合理的火箭 “小家族”。 截至目前，長三甲系列火箭家族滿足了國際上大多數衛星的需求，其運載能力也與國際上一流火箭旗鼓相當。
“這 ‘三兄弟’中， ‘大哥’長三甲體力最小， ‘二哥’長三乙力氣最大， ‘三弟’長三丙次之，你想打什麼樣的衛星，都沒問題。”談及長三甲系列火箭 “三兄弟”的各自特徵，龍樂豪如上形象比喻。
據悉，長三甲系列火箭是長征系列運載火箭高強密度發射的 “主力”，也是我國目前高軌道上發射次數最多、成功率最高的火箭系列。截至目前，北斗工程從一期到三期，探月工程從嫦娥一號到嫦娥四號全部由長三甲系列火箭實施發射，已共計將48顆北斗導航衛星、4顆嫦娥探測器成功送入預定軌道。
值得一提的是，不僅是長三甲系列火箭，改革開放40年來，中國航天事業也變的更加開放融合。自1987年長征二號丙火箭搭載法國馬特拉微重力試驗裝置以來，截至目前，中國航天共計完成了48次商業發射，發射了56顆國際商業衛星，向國際客戶提供17次搭載發射服務，發射了20多個國外小衛星/載荷。火箭的可靠性、適應性、成功率和入軌精度均躋身世界一流行列，並打造出中國長征火箭這一世界知名品牌。
而從上世紀90年代開始，長征火箭便在接口設計上充分考慮與國際衛星的兼容性，目前長征火箭與美國、歐洲等國家和地區製造的衛星已完全兼容，在發射、服務、技術保密等方面亦能滿足國內外用戶的需求。與此同時，長征火箭具有的高可靠性、履約能力強、保險費率低等優勢，也使其在開放的國際市場競爭中極具競爭力。
隨著國際商業航天市場的蓬勃發展，近年來中國火箭已先後為老撾、白俄羅斯、阿爾及利亞等國提供了國際商業發射服務。加之國家“一帶一路”倡議和雙邊多邊合作機制的實施，長征系列運載火箭也正以更加開放的姿態，積極拓展航天應用領域，探索從航天製造、發射、地面到系統應用的全產業鏈的 “一站式”服務，並面向全球提供發射服務、整星出口、技術轉讓與培訓、地面站建設等商業航天一攬子解決方案。
“也應看到，目前世界主要航天大國都在實施下一代運載火箭計劃，更新換代速度較快。限於運載能力，我國火箭重點關鍵技術仍需攻關。目前使用的發動機品種相對比較單一，推力量級有待改進。重複使用研究正成為全球火箭攻關的難點，我們目前正在做相關研究，預計後期將取得突破。”重型火箭副總設計師、火箭院總體設計部總體室主任容易接受記者採訪時如是說。
4月20日，西昌衛星發射中心，長征三號乙遙五十九運載火箭試驗隊合影。 （史 嘯攝）
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