八年磨一“箭”

2016-06-30 10:24
南方周末 2016-06-30
关键词:天梯发射场文昌

南方周末记者 王瑞锋

多年前,长征七号被叫做“长二F换”。如同崭新的名称,长征七号也被赋予了极高的期待,预计到2021年左右,长征七号运载火箭各项技术趋于稳定时,将承担我国80%左右的发射任务。

南方周末记者 王瑞锋

发自海南文昌

南方周末实习生 陈燕

2016年6月25日19点58分,距离发射架三公里的总装测试厂房内,应急队员周湘虎头戴安全帽,紧张又密切地注视着不远处的火箭,等待点火。

现场一片静谧。

为了此刻,他已经准备了八年,确保万无一失。一旦火箭发射出现异常,应急队员们会做出“快速反应”,那不是周湘虎希望遇到的。

这里是北纬19度、东经110度,坐标海南文昌,海岛之滨一片茂密的椰林内,竖立着乳白色的火箭,箭体蓝色标识“CZ-7”——中国新型运载火箭长征七号,将迎来首飞。

2016年6月25日20时整,伴随着烈焰与轰鸣,运载火箭从这里飞向太空。20时20分许,中国载人航天工程总指挥张又侠宣布,“长征七号运载火箭首次飞行任务圆满成功。”这既是长征七号的首飞秀,也是海南文昌航天发射场建成后顺利通过首次实战检验。

周湘虎和应急队员们松下一口气,欢呼相拥。

椰林荒地筑“天梯”

作为海南文昌航天发射场工程建设指挥部施工组工程师,周湘虎是

最早来到海南文昌航天发射场建设工地的成员之一,“那是2009年”。

而在此前两年的2007年,经国务院、中央军委批准立项,中国在海南建设新一代运载火箭发射场,选址在海南文昌。

“这里纬度低,与较高纬度发射场相比,可以充分利用地球自转速度,提高运载器效率;射向宽,满足90度至175度射向范围要求;安全性好,射向面朝大海,火箭残骸落区位于海上,最大限度降低火箭航区和残骸落区安全隐患;运输限制少,可以采用海运方式运输新型大尺寸航天产品,运输方式经济可靠;综合效率高,发射场可发展空间大、运行费用低、限制因素少,利于开展对外合作……”西昌卫星发射中心副主任易自谦说,与酒泉、太原、西昌三个发射场相比,海南文昌航天发射场优势突出。

但在八年前,初入文昌的周湘虎看到的,是成片的椰林和荒地,蚊鼠蛇蚁肆虐。“场区1.6万亩热带丛林和湿地,只能徒步进行实地勘测,用砍刀砍野草开路,7天走了300公里。”周湘虎告诉南方周末记者,这与其说是勘测,不如说是冒险。他曾掉入沼泽遇险,幸亏被同行队员拽出来。

在航天领域,发射塔架被称作助力火箭升空的“天梯”,搭建天梯,是发射场技术最为复杂、质量要求最高的工程项目。

海南工程指挥组指挥长杨晓明介绍,开挖导流槽是发射工位建设的第一项任务,目的是让火箭点火发射时产生的高温烈焰和气体通过导流槽分流,避免对箭体和塔架造成伤害。

为此,施工组要在发射塔架前方挖一个150多米长、40多米宽、最深25米的基坑。

“导流槽基坑刚开挖,不到一小时,水就积了半米深,需要做止水帷幕,相当于在基坑外围筑一道挡水的墙。”周湘虎说,发射场两个发射塔架距海800米,地下水丰富,只要在地上挖一道浅沟,就有大量渗水涌出,加之地下岩石和含砂珊瑚碎屑,传统止水方法已然行不通。

工程指挥部的工程师们经过反复试验,探索出“三轴搅拌桩和高压旋喷桩相结合”的施工工艺,才解决这一难题。

艰苦的工作让周湘虎付出惨重的代价。2011年9月,导流槽进行混凝土浇筑,一次浇筑达三千多立方,因为浇筑不能停,连续工作三十多个小时的周湘虎突然双眼模糊。检查显示,长时间紫外线照射和地面60度高温,导致他眼睛灼伤视网膜脱落,最终左眼失明,右眼裸眼视力0.04。

发射场竣工前四个月,就迎来了首次考验。2014年7月,超强台风“威马逊”从文昌登陆,风速超过17级。最让建设者们担忧的发射塔架最终安然无恙。

2014年11月,海南文昌航天发射场竣工,通往太空的“天梯”筑成。

八年磨一“箭”

天梯既成,“攀登”天梯的火箭,又有哪些过人本领?

“在没有货运飞船的情况下,我们进行了几次载人航天飞行,但这种飞行时间都很短暂,只有半个月左右的时间。如果发射了货运飞船,保证了给养和燃料供应,就能让航天员在太空待更长时间,能为载人航天工程提供更好的保障条件。”中国航天科技集团运载火箭研究院长征七号火箭副总指挥张涛介绍,我国载人空间站工程发射货运飞船和未来载人运载火箭更新换代,需要研制新一代高可靠、高安全、无毒、无污染的中型液体运载火箭。

为了满足这一任务,长征七号运载火箭应运而生。从2008年研制队伍组建到如今发射成功,副总指挥张涛称之为八年磨一“箭”,各项优势尽显。

“凭借强大的动力,长征七号运载能力达到了现役火箭的1.5倍,液氧和煤油燃烧后产生的二氧化碳和水,不会对环境造成任何污染。”张涛介绍说。

中国航天科技集团介绍,长征七号箭体总长53.1米,芯级直径3.35米,起飞重量597吨,是中国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的新一代中型运载火箭,其从运输方式到总体装配、从加注停放到点火启动、从燃料类型到环境适应等方面都发生了巨大变化。

据了解,长征七号采用的是我国目前最先进的高压补燃液氧煤油发动机,并且采用6台并联起飞工作,总重597吨,但其中箭体外壳、电缆、仪器等总质量只有50余吨,其余均为液氧煤油推进剂。这种设计使火箭载荷增加更多功能件、携带更多试验产品及燃料等,在太空发挥更大作用。

不过,该型火箭的原名并不叫长征七号,六年前的2010年,它被叫做“长二F换”。

在进行我国首枚新一代中型运载火箭的立项论证时,研制者们计划对运送载人飞船的长征二号F火箭箭体进行改造,只更换发动机,以让它拥有更大的推力即可。

但在论证过程中发现,火箭更换发动机,引发的是连锁反应——火箭其他系统的状态都会发生彻底改变。

最终,研制者们综合长征二号F火箭的成熟技术,同时运用长征五号火箭的新技术,研制出这种新型中型火箭。

长七火箭总体主任设计师马忠辉在接受媒体采访时表示,从理论上讲,我国新一代首枚中型运载火箭需要有一个全新的定义,“甚至是它的名字。”2010年6月,“长二F换”被正式更名为长征七号。

如同崭新的名称,长征七号也被赋予了极高的期待。中国航天科技集团透露,预计到2021年左右,长征七号运载火箭各项技术趋于稳定时,将承担我国80%左右的发射任务。

滨海航天新镇

一直在期待的,还有文昌市龙楼镇的居民。

2016年6月25日晚,整个小镇的居民聚集到沙滩,观看给他们的生活带来巨大变化的火箭发射。他们已经等待了九年。

火箭发射前,龙楼镇年轻人阿亮也跑到街上翘首以盼,想一睹改变他生活的火箭真容。

阿亮曾是龙楼镇上的渔民,以前出海打鱼,偶尔种植反季节蔬菜,靠天吃饭。加之生性闲适,他的大部分时间是坐在瓦房门口喝“老爸茶”,生活并不富裕。台风季节来临时,阿亮会提心吊胆,担心屋顶被掀翻。

航天基地的建设,引来企业进驻、旅游发展和工作机会,阿亮和镇上的许多居民一样,搬进楼房,他还用征地补偿款开了一家饭店。

“以前只从电视上听说过火箭,没想到现在火箭离我们这么近,也让我过上了好日子。”自2007年经国务院批准建设文昌航天发射场以来,“航天”从那时便成为龙楼镇的关键词,开始与小镇居民的生活息息相关。

龙楼镇镇长陈东明介绍,基地建设共将26个村庄搬迁到镇上,目前龙楼镇镇区面积在原来基础上整整扩大了3倍,人均年收入从原来的6000元涨到1.2万元,翻了一番,航天小镇初步建成。

总人口仅25893人的龙楼镇三面环海,海岸线22公里,风景优美,有铜鼓岭国家级自然保护区、石头公园等自然风光,一直是“藏在深闺人未识”。

如今,从文昌市经清澜跨海大桥进入龙楼镇,沿路满眼都是航天宣传标语和火箭模型,镇西侧是一座崭新的航天小学。

“借助航天发射场落户龙楼镇的机遇,将龙楼镇建成以航天发射场为带动,以休闲度假旅游业为支柱的产业。”文昌市政府的决定,让曾经的小渔村龙楼镇有了勃勃生机。

2016年6月25日晚8点,烈焰腾空的那一刻,夹杂着震耳欲聋的轰鸣,全镇居民鼓掌欢呼。

但是,基地建设者周湘虎没有看清,他左眼失明,右眼视力微弱,只看到一团巨大模糊的火光。

“虽然我看不清楚,但我知道它很美。”他说。

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