3月12日，長征七號A運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場點火升空，成功將試驗九號衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。時隔361天，新一代中型高軌火箭“長七A”終于正式入列，填補了中國運載火箭高軌軌道運載能力的空白。

一年多前的2020年3月16日，“長七A”未能將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)失利。隨后，中國航天人開始了一場尋找答案、重整旗鼓的旅程……

迅速“歸零”

“長七A”由中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術(shù)研究院抓總研制。回想起一年前發(fā)射失利的場景，參與去年首飛發(fā)射的人員仍歷歷在目。

“前期的各項工作都很順利，起飛過程也很完美。但是飛到168秒的時候出現(xiàn)了故障。”長征七號A運載火箭副總指揮田玉蓉回憶道，在現(xiàn)場一片死寂的安靜中，大家的表情都凝固了。

首飛失敗的陰影深深烙在了試驗隊員心中。“長七A”試驗隊“01”指揮員馬忠輝至今也忘不了，坐在回北京的飛機上，一種難以言說的不安和難過涌上心頭。

面對首飛失利和疫情防控的雙重壓力，試驗隊員回京后主動放棄了居家隔離的機會，選擇在長征賓館集中隔離。

“大家都想要盡快找到原因，開展下一步工作。”田玉蓉說。各方專家、科研及工程技術(shù)人員隨即緊張有序地投入工作，對火箭的故障展開排查和修復(fù)。

馬忠輝回憶道，發(fā)射失利后兩三天，團隊初步將故障定位在動力系統(tǒng)。隨后，整個隊伍開始了和時間賽跑的“歸零”工作——找到造成故障的原因，將技術(shù)上不到位的地方補上。馬忠輝形容，這個過程就像是破案一樣。

通過觀看發(fā)射錄像，大家發(fā)現(xiàn)首飛過程中，火箭在一級飛行段末期距離一級分離僅剩下幾秒時間時出現(xiàn)異常。

發(fā)現(xiàn)問題后，作為箭體結(jié)構(gòu)設(shè)計師的姚瑞娟主動報名參與“歸零”。“每天判讀數(shù)據(jù)、開會討論，通常在半夜才能結(jié)束一天的工作。”姚瑞娟說。

要定位故障，光有理論分析還不夠，還需要在短時間內(nèi)完成試驗，這給隊伍提出了高難度的考驗。“試驗系統(tǒng)非常龐大、復(fù)雜，如果出現(xiàn)什么破壞，沒有時間再做新的試驗件，會直接影響火箭復(fù)飛。”航天一部三室強度組副組長吳浩說。

經(jīng)過緊鑼密鼓的縮比試驗和全尺寸試驗，研制團隊在不到10天的時間里便完成了原本1個月才能完成的試驗。經(jīng)過持續(xù)的分析和試驗，團隊最終找到了“長七A”首飛失利的原因。

面對這個從未預(yù)想到的問題，馬忠輝得出了一個教訓(xùn)：“技術(shù)問題是深奧的，我們要敬畏技術(shù)。要嚴謹，要驗證到位，千萬不能想當然。”

勇敢復(fù)飛

經(jīng)過故障排查，2020年4月初，頂著巨大的壓力，型號隊伍提出要組織復(fù)飛。

“復(fù)飛任務(wù)至關(guān)重要，必須全力以赴保成功，打一場漂亮的翻身仗。”總設(shè)計師范瑞祥信心堅定。

在充分汲取首飛失利教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，型號隊伍制定了“自上而下型號牽引、自下而上全員參與”的工作思路，全面開展再分析、再設(shè)計、再驗證工作，按照45個線索共梳理形成201個工作項目。

工作進度成為了擺在團隊面前的最大難題。一發(fā)火箭從明確到飛行，按照研制流程需要兩年左右，多一發(fā)火箭的齊套，各個單位的生產(chǎn)壓力很大。

為了保證進度，各單位集中一切資源保障火箭復(fù)飛，歸零、生產(chǎn)、試驗、總裝同步進行。團隊在進行控制系統(tǒng)綜合試驗時，正趕上北京新發(fā)地疫情，人手最少的時候只有兩三個人。但是隊員還是克服困難，高質(zhì)量完成了任務(wù)。

2020年12月30日，在所有參與者的共同努力下，一發(fā)箭的出廠評審?fù)瓿闪恕?ldquo;越是在失敗的情況下，大家越發(fā)團結(jié)，朝著這個目標盡最大能力努力。”田玉蓉說。

踏上征程

長征七號A運載火箭全體研制隊伍經(jīng)過300多個日日夜夜的奮戰(zhàn)，順利地踏上復(fù)飛新征程。

“任務(wù)雖然很困難，心里卻很高興。一年時間就有了復(fù)飛的機會，大家都很努力，充滿了干勁。”主任設(shè)計師孫海峰說。

組裝完畢的“長七A”火箭挺拔高大，在完成一系列的總裝測試后，就進入發(fā)射前的垂直轉(zhuǎn)運程序。在轉(zhuǎn)運路的盡頭，巨大的發(fā)射塔架，張開雙臂等著將“長七A”遙二火箭攬入懷中。

“任何一個細小的失誤，都會使成千上萬人的心血化為烏有。”當再一次坐在“01”指揮員位置時，馬忠輝心里難免有些忐忑，不是因為不自信，而是因為復(fù)飛的責任太過重大。

“5、4、3、2、1，點火!”馬忠輝端坐在火箭測試發(fā)射大廳的正中央，見證了這座發(fā)射場里今年第一個“點火”口令的下達。在這300多天的時間里，她的團隊一直堅守在自己的崗位上，沒有一刻松懈，終于等到了這一天的到來。

發(fā)射成功后，馬忠輝盡管一夜未眠，帶著深深倦容，臉上還是難掩興奮之情。30多分鐘過去，跟蹤結(jié)果表明器箭分離正常，大廳內(nèi)頃刻間掌聲如雷，歡呼聲一浪高過一浪。此時，馬忠輝向后靠上椅背，緊繃了一年多的弦終于慢慢舒展開來。

和陪伴“長七A”潛心攻關(guān)的馬忠輝一樣，許多奮戰(zhàn)了300多個日夜的中國科技工作者趕到了轉(zhuǎn)運現(xiàn)場為“長七A”送行。為了這一刻，很多人傾注了自己大量的心血和美好的年華。

在馬忠輝看來，航天發(fā)射是一個高風險的行業(yè)，任何一個細小的失誤都會影響成千上萬人的工作結(jié)果。這些工作看似平凡，實不簡單，正是這看似平凡的工作托舉起了“長七A”火箭復(fù)飛的成功。

根據(jù)目前任務(wù)安排，“長七A”火箭在2025年前將每年執(zhí)行3到5次發(fā)射任務(wù)。從探月、探火到小行星探測，等待它的還有星辰大海。“逆風飛翔”的中國航天人，將創(chuàng)造更多奇跡。

揭秘“長七A”

■ 外表清秀 挺拔高大

“長七A”火箭全箭長60.1米，是在長征七號火箭的基礎(chǔ)上改進研制而來，比長征七號長了7米。

細長的火箭在穿出大氣層時，可能面臨“攔腰折斷”的風險。中國航天科技集團一院“長七A”火箭總體設(shè)計師沈丹說，為了解決這個問題，研制隊伍將長征七號合練箭和長征三號甲火箭的工藝貯箱進行舊品利用，組裝出全箭模態(tài)用火箭，確保它的姿態(tài)穩(wěn)定和控制精度滿足任務(wù)要求。同時，火箭研制團隊根據(jù)發(fā)射前數(shù)小時測量到的高空風數(shù)據(jù)來調(diào)整火箭飛行姿態(tài)，讓其沿著最佳的路徑“御風前行”，減少了火箭升空后的風險。

長征七號火箭能滿足近地軌道貨運飛船發(fā)射要求，但如果要將衛(wèi)星送入近地點200千米、遠地點36000千米的地球同步轉(zhuǎn)移軌道，它的運載能力就不到4噸。“長七A”在研制時，增加了長征三號甲系列火箭的氫氧三子級模塊，使它具備了地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力7噸的基礎(chǔ)，同時具備零傾角軌道、奔月軌道等高軌發(fā)射能力。

■ 技術(shù)創(chuàng)新 經(jīng)濟可靠

在火箭研制上，增加模塊可不是“搭積木”那么簡單。中國航天科技集團一院“長七A”火箭總體主任設(shè)計師魏遠明介紹，“長七A”火箭在充分繼承長征七號、長征三號甲系列火箭成熟模塊的基礎(chǔ)上，有多項關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。

據(jù)統(tǒng)計，世界上導(dǎo)致火箭飛行失利的原因中，動力系統(tǒng)故障占到了將近一半。“長七A”采用了適應(yīng)典型故障模式的制導(dǎo)控制技術(shù)，火箭會根據(jù)位置、速度等信息，自行規(guī)劃一條最優(yōu)的路徑去飛行，更加智能。

此外，“長七A”火箭通過技術(shù)創(chuàng)新，能減少一套分離機構(gòu)，大幅降低了分離系統(tǒng)的復(fù)雜性，提升了火箭的可靠性和經(jīng)濟性。

■ 主力火箭 任務(wù)重大

中國航天科技集團一院“長七A”火箭副總設(shè)計師馬忠輝介紹，采用液氧煤油推進劑的綠色環(huán)保火箭“長七A”，是新一代運載火箭的主力火箭之一，其發(fā)射成功標志著我國航天中型運載火箭升級換代。

據(jù)悉，“長七A”火箭能滿足中大型高軌衛(wèi)星高密度發(fā)射需求，未來在36000千米的地球同步軌道上，將和具備5.5噸運載能力的長征三號甲系列火箭、具備14噸運載能力的長征五號火箭一起，形成更加優(yōu)化、合理的能力布局，大力提升中國航天進入空間的能力。“長七A”火箭后續(xù)將逐步成為我國中型高軌火箭的一個基本型，承擔一系列國家重大任務(wù)。

中國航天科技集團一院“長七A”火箭總指揮孟剛表示，根據(jù)目前任務(wù)安排，“長七A”火箭在2025年前將每年執(zhí)行3到5次發(fā)射任務(wù)，后續(xù)還將根據(jù)任務(wù)需求升級，發(fā)射零度軌道傾角衛(wèi)星以及執(zhí)行探月、探火和小行星探測等深空探測任務(wù)的發(fā)射。