发射高轨大卫星 发射载人飞船试验船 发射深空探测器——
“胖五”：长征火箭家族的实力担当
姜 哲 本报记者 付毅飞
2020年7月23日，由中国航天科技集团一院抓总研制的长征五号遥四运载火箭从海南文昌航天发射场发射升空，成功将我国首个火星探测器送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。
这意味着被昵称为“胖五”的长征五号运载火箭掌握了新的“绝技”。至此，“胖五”已经先后执行过发射高轨大卫星、发射载人飞船试验船以及发射深空探测器三类任务。
科技日报记者从一院了解到，后续长征五号遥五运载火箭计划于年内将嫦娥五号探测器送入地月转移轨道，为我国首次月球采样返回任务作出贡献；2021年一季度，长征五号B运载火箭还将执行中国空间站核心舱发射任务。作为长征火箭家族的实力担当，“胖五”将力助中国航天登上更广阔的舞台。
助力深空探测器穿越星际
探索浩瀚宇宙，是中华民族千百年来孜孜以求的梦想。随着航天技术发展，我国有序部署推进深空探测计划，不断探寻太空奥秘。
此前，我国深空探测的主要目标是月球，相继用有着“金牌火箭”之称的长征三号甲系列运载火箭，发射了“嫦娥一号”至“嫦娥四号”月球探测器。然而如果要将更大重量的探测器送上月球，或者将探测器送往更遥远的火星，需要有运载能力更大的火箭，目前长征火箭家族中只有“胖五”可以担纲。
记者从航天科技集团六院了解到，承担火星探测器发射任务的长征五号遥四运载火箭，装有该院研制的4型共30台发动机，分别是8台120吨级液氧煤油发动机、2台50吨级氢氧发动机、2台9吨级膨胀循环发动机和18台姿控发动机。它们为火箭提供了上千吨的起飞推力。
据航天科技集团八院党委书记宗文波介绍，以8台120吨级液氧煤油发动机为动力的4个直径3.35米助推器，是国内目前最大的低温液体助推器。它们是“胖五”起飞的主要动力源，所提供的起飞推力占90%以上。
“胖五”出色的运载能力，为我国火星探测计划奠定了坚实基础。相比此前我国实施的月球探测任务，此次“胖五”发射火星探测器具有几个特点：一是入轨速度更快，火箭与探测器分离时的速度将快于每秒11.2千米的第二宇宙速度；二是探测器更重，我国火星探测器重约5吨，比“嫦娥四号”探测器重1吨多，是目前我国发射最重的深空探测器；此外，此次火星探测任务在环绕探测的同时，还要实现在火星表面软着陆和巡视探测，任务的多样性对运载火箭的发射能力提出了更高要求。
未来，“胖五”还将助力中国深空探测器飞向更遥远的木星、土星等。
给高轨卫星发射提供更多选择
“胖五”作为我国新一代运载火箭中首个立项研制的型号，始终以大幅提升我国进入空间的能力为己任。除了面向深空，其地球同步转移轨道运载能力可达14吨，可为满足未来我国地球同步轨道卫星的发射需求提供更多选择。
此前，我国发射高轨卫星的主力军是长征三号甲系列运载火箭。其中运载能力最大的长征三号乙运载火箭，地球同步转移轨道运载能力约为5.5吨，可满足目前我国大部分高轨卫星的发射需求。
随着技术发展，更大卫星平台相继问世，其具备更强能力、更多功能，可以携带更多有效载荷，同时重量也更大，对火箭的运载能力有着更高要求。例如长征五号遥三运载火箭成功发射的实践二十号卫星，基于我国最新的东方红五号卫星平台研制，重量达到8吨。如果用长征三号乙运载火箭，无论如何也是发射不了的，而“胖五”完成此类任务则游刃有余。
据一院长征五号运载火箭总设计师李东介绍，“胖五”的出现不仅提升了我国高轨卫星的发射能力，也为不同任务带来了更多选择。例如发射重量在5吨左右的高轨卫星，既可以用长征三号乙运载火箭发射，实现较高性价比，也可以通过长征五号火箭搭配上面级以“一箭双星”方式发射，更快速地完成多星部署。
为空间站提供“私人订制”发射服务
同属于长征五号系列的长征五号B运载火箭，是我国首个采用一级半构型的新一代大型液体运载火箭，也是专门为载人航天工程空间站建设而研制的一型火箭。它将为我国空间站核心舱和实验舱提供“私人订制”般的发射服务。
长征五号B运载火箭的近地轨道运载能力可达25吨，其独有的大推力直接入轨技术和大直径舱箭分离技术，可实现只用一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道。它拥有国内最大的整流罩，其高度20.5米、直径5.2米，如同一幢6层小楼，足够容纳空间站舱段。为满足空间站交会对接的要求，它还具备“零窗口”发射能力。
在中国载人航天工程中，有着“神箭”美誉的长征二号F火箭，承担了“天宫一号”“天宫二号”以及所有“神舟”系列飞船的发射任务。而接下来，我国载人航天工程将建造空间站，这对火箭运载能力提出了更高要求。例如中国空间站核心舱全长16.6米，重量超过22吨，目前我国只有“胖五”能完成发射任务。
今年5月5日，长征五号B运载火箭圆满完成首飞任务，我国空间站阶段飞行任务首战告捷，为实现中国载人航天工程第三步发展战略奠定了坚实基础。