新一代长征七号运载火箭发射成功

2016年6月25日(农历2016年5月21日)，新一代长征七号运载火箭发射成功。长征七号2016年6月25日，北纬19度，东经110度，一个让世界目光聚焦的方位。北京时间晚上8点00分，我国自主研制的新一代运载火箭长征七号飞越海洋，飞入太空，成功完成她的“首秀”。我国新建的海南文昌航天发射场同样经受住了建成后的第一次考验。长征七号运载火箭和海南文昌发射场的成功“首秀”，推动了我国航天发射综合能力实现历史性跨越，标志着我国由航天大国向航天强国迈出了关键一步，在中国航天发展史上具有里程碑式的重大意义。长征七号首飞成功长征七号火箭曝光大秘密携一装备还能反卫星6月25日晚8时，中国在海南文昌火箭发射中心，成功发射首枚长征七号运载火箭。这枚早期被命名为为长征-2F/H，是我国历经十年研制成功的新一代“数字化”中型火箭，采用国内最先进的高压补燃液氧煤油发动机，总长53.1米，芯级直径3.35米，“两级半”构型捆绑4个助推器，起飞重量达到近600吨，运载能力达到近地轨道13.5吨、太阳同步轨道5.5吨，总体技术水平接近日本的H2B型运载火箭。长征七号火箭发射后，中国载人航天工程办公室随即公布了火箭首飞时搭载的六项七个载荷的具体内容，包括远征1A上面级、多用途飞船缩比返回舱、遨龙一号空间碎片主动清理飞行器、2个天鸽飞行器、在轨加注实验装置和翱翔之星立方星。其中傲龙一号空间碎片主动清理飞行器给了大家很大的想象空间。按照官方介绍，遨龙一号空间碎片主动清理飞行器，是为了验证太空碎片清除关键技术而研制的专用轨道飞行器，在前期技术研究和地面试验的基础上，以模拟抓捕和清理空间碎片为目标，飞行器任务结束后进行钝化处理。空间碎片是指人类在太空活动中，遗留在各个轨道上，或者再入大气层途中的各种无效人造物体。从1957年苏联发射第一枚人造地球卫星后，在近60年时间里各国进行了大约5000次航天发射，把数万个飞行器送入太空，这些飞行器失效后，除一部分下降轨道高度坠毁在大气层内，剩下都聚集在地球周围，包括完成任务的火箭箭体和卫星本体、火箭的喷射物、空间物体间碰撞产生的碎块等等，它们是空间环境的主要污染源。据不完全统计，目前毫米级以上的空间碎片数以亿计，地面能观测并跟踪的碎片有4000万个，大于10厘米的被公开编目在册的轨道物体超过17600个。太空碎片具有极高的动能，给人类航天活动带来很大的潜在危害。大部分火箭发射产生的空间碎片会随着时间的推移慢慢坠入大气层烧毁，失效卫星因为质量较大而且相对完整，所以危险性较小。对轨道空间危害较大的是发生解体或爆炸的卫星，以及几个主要强国进行反卫星武器试验遗留的碎片。例如1985年10月13日，美国使用F-15战斗机试射了一枚重达1.2吨的ASM-135机载反卫星导弹，攻击一颗在555公里轨道上运行的报废卫星，导弹准确地高速撞击了卫星，将其彻底摧毁。这是人类第一次真正的反卫星试验，这次试验产生了成千上万个太空碎片。由于担心太空碎片的危害，美国和苏联在上世纪八十年代末都表示将放弃动能反卫星试验。所以目前为止还在进行反卫星拦截武器研制的只有中国。近些年美国不断地指责中国进行的反卫星武器试验产生了大量太空碎片。但事实上中国从2006年至今的10年间，只进行了7次反卫星试验，其中只有一次产生过大量空间碎片，2007年1月11日，中国在西昌卫星发射中心发射了一枚开拓者1号火箭，携带动能拦截弹头，以反方向的8公里/秒速度，摧毁了轨道高度863公里，重750公斤的报废气象卫星风云1号C。此次反卫星试验是人类历史上太空活动产生碎片数目最多的一次，共造成了2300块以上尺寸大于高尔夫球能够被追踪的碎片，3.5万个尺寸大于1厘米的碎片，以及100多万个大于1毫米的微小碎片，由于风云1号C卫星的轨道较高，这些碎片至今仍在轨道上漂浮。2013年1月28日，国际空间站不得不点燃推进器，提高轨道运行高度，以避开中国2007年进行反卫星试验时产生的碎片云。这是谷歌地球可视化数据库的模拟展示，8700公里高度人造卫星分布示意图。目前全球在轨卫星数量达到1200多颗，其中美国卫星占据半壁江山，超过500颗。1996年，欧洲航天局发射的一枚阿丽亚娜5号火箭，在进入轨道40秒后发生爆炸，产生了近3000块碎片，其中一块碎片击中了一颗法国侦察卫星，该卫星随即报废，这是第一次灾难性的空间碎片破坏正常工作卫星的事件。2009年2月10日，美国的商业铱通信卫星，与俄罗斯的一颗已报废但仍在轨飞行的卫星罕见交汇，在轨道上发生了史无前例的碰撞。碰撞发生在北部西伯利亚的上空，美国国家航空航天局估计这次撞击产生了1000块直径超过10厘米的太空碎片和更多的小碎片。美国空军负责太空监视的战略司令部(U.S。STRATCOM)曾经抱怨过：“目前我们在太空中没有一个负责空间飞行器运行秩序的机构，也没有空中交通管制员，更没有通行的方法知道什么时候有什么东西冲着你飞过来“。这时，负责太空秩序整治，空间环境治理，处理太空碎片整理的机构和运行体制就应运而生了。我们暂时把这机构和运行体制叫做太空环卫局，不过这个环卫局是中国的。中国负责太空碎片的机构是”国家航天局空间碎片监测与应用中心“，2015年6月8日成立，由国家国防科技工业局与中国科学院共同管理，业务受国防科工局委托和指导，技术上依托中科院。该中心成立一年多以来发出红色预警即“有碰撞危险”达到87次，其中最危险的一次是委内瑞拉遥感卫星一号，2016年2月曾连续遭遇距离不足百米的危险交会。按照我国的空间碎片防碰撞标准，一旦碰撞概率大于万分之一就应该进行在轨飞行器的紧急机动，尤其是载人的航天器。随着轨道碎片的数量不断增加，规避已经不是最佳的途径，几个航天强国已经着手研究清理轨道碎片的方案。目前比较有应用前景的碎片清理技术有激光照射目标降轨、无人航天器捕获等。这些技术能够处理1000公里轨道高度以下的轨道碎片，但是到目前为止各国清理在轨碎片仍然没有任务实质性的行动。中国作为《外空公约》的签署国，承诺控制和减少空间碎片，并不断尝试突破空间碎片清理技术。中国的空间碎片捕捉技术早在2002年就提出，2008年9月发射的神舟七号载人航天飞船上，验证了太空伴飞小卫星技术。我们只说是伴自己的卫星飞，实际上不仅仅是“伴飞”。这次试验是中国空间捕获技术的一次预演。当然，无论是捕捉还是伴飞，都是一个负责任大国的表现，其他国家只要心无杂念，都不用怕。此次长征七号携带的“遨龙一号”空间碎片主动清理飞行器，上面装载了一台机械臂，可模拟在太空抓取废弃卫星和其他大块碎片，并将它们带到大气层进行钝化处理。通过机械臂或携带多个独立的捕获模块，发射捕获爪、捕获网，捕获目标后拖离有效轨道至废弃轨道或回收到自身携带的存储箱。这个钝化处理，也叫”消能处理“，是指遨龙一号完成抓捕任务后，主动降低轨道，采取可控的方式释放被抓捕卫星碎片的储备能量，快速进入大气层，最终坠落烧毁。该飞行器还能够利用携带的激光等高能定向照射装置，发射功率强大的连续波激光照射目标，使目标受照射的一侧气化，产生类似火箭推进的动力，加速度脱离轨道降低近地点高度，达到缩短目标轨道寿命和直至进入大气层焚毁目的。2013年5月13日，中国成功发射了“鲲鹏七号”运载火箭，进行了一次一万公里高轨道空间环境垂直探测及空间科学主动试验，目标是研究地球磁场及其与太空带电粒子流的相互作用。这么拗口的试验名称，看看内容介绍里的一个名词就明白了，这次试验引入了一个全新的新华词典里尚未收录的汉语词组——“高轨道非合作目标”。高轨道非合作目标是指凡不能(向中国)提供有效信息，不能(向中国)表明善意，不能(向中国)验明正身的空间目标。这一般是指(对中国)具有敌意国家的同步卫星，在战时我们可以打下来，也可以直接抓捕。中科院此次高轨道垂直探测试验，被美国军方直接定义为“中国使用DN-2火箭进行了一次反卫星试验”。在2014年珠海举行的第十届中国国际航空航天博览会上，一款国产多星发射上面级首次亮相，这个上面级可以执行中低轨道的多星异轨部署，以及星座组网补网部署等任务，在轨飞行时间长达48小时，主发动机具有20次以上的重复启动能力，最多可一次性将10颗以上卫星发射至不同轨道。这个上面级另一个重要任务是进行清理外太空废旧卫星的工作，在安装主动清理装置以后，能够捕获本国或其他国家的”废弃”卫星(是否废弃以中国的标准执行)，并搭载着“废弃”卫星一起飞向“坟墓”轨道，或直接坠入大气层，以腾出有价值的轨道空间，减少对其他航天器的影响和威胁。那么，为什么要采用上面级来清理空间碎片呢?这主要是因为上面级安装有动力强劲的发动机，具有较强的轨道机动能力，在捕获和拖拽重达几吨甚至十几吨的“非合作轨道目标”时，能够提供足够的钝化处理动力和速度增量。用通俗的汉语来解释，这功能相当于在战争发起时，我们可以组建太空城管局，用长征火箭发射大量的太空回收站，直接进入外太空，清理“胡乱占道”的敌国卫星，让严重依赖卫星作战的敌国变成睁眼瞎，尤其是太平洋对面那个强敌。我们的国家是负责任大国，承担国际道义。我们的军队是正义之师，威武文明之师。所以这种武器，哦不~不，这种飞行器，它是民用的，很可能标明的研制和使用单位是国家太空环卫局，是为了给负责打扫轨道的环卫工人研制的。那么问题来了，专业清理空间垃圾哪家强?