7月24日，搭載空間站問(wèn)天實(shí)驗艙的長(cháng)征五號B遙三運載火箭（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“長(cháng)五B”），在文昌航天發(fā)射場(chǎng)升空，這是中國大型低溫氫氧火箭首次執行交會(huì )對接任務(wù)，難度堪比在太空“穿針引線(xiàn)”。為此，長(cháng)五B火箭從優(yōu)化射前流程、拓展發(fā)射窗口、釋放運載能力等方面進(jìn)行性能改進(jìn)提升，全力保障任務(wù)圓滿(mǎn)成功。

　　問(wèn)天實(shí)驗艙和天和核心艙要通過(guò)交會(huì )對接，在軌進(jìn)行組裝，要求火箭“零窗口”發(fā)射。長(cháng)五B作為低溫火箭，面臨著(zhù)低溫推進(jìn)劑加注問(wèn)題和復雜的射前流程，實(shí)施“零窗口”發(fā)射相比常溫火箭難度大得多。

　　為了和時(shí)間賽跑，火箭設計團隊開(kāi)展了適應“零窗口”發(fā)射要求的射前流程優(yōu)化改進(jìn)，對全箭射前流程環(huán)節、可優(yōu)化內容及發(fā)射窗口整體前移的有關(guān)影響開(kāi)展專(zhuān)題確認。

　　長(cháng)五B火箭總體副主任設計師劉秉介紹，“我們將各系統耦合性高的工作由‘串聯(lián)’變?yōu)椤⒙?lián)’，為火箭發(fā)射前預留了2分半的故障處理時(shí)間，一旦在點(diǎn)火前暴露問(wèn)題，可以有充足的時(shí)間來(lái)反應”。

　　執行快速交會(huì )對接任務(wù)，要求火箭以更高的發(fā)射和飛行可靠性實(shí)現準點(diǎn)發(fā)射、準確入軌，將問(wèn)天實(shí)驗艙送入與核心艙共面、共軌的轉移軌道。

　　發(fā)射問(wèn)天實(shí)驗艙就像火車(chē)到站——在以前，乘客需要“追火車(chē)”找車(chē)廂，到了高鐵時(shí)代，上火車(chē)已經(jīng)實(shí)現了精準對標。從“追火車(chē)”到“乘高鐵”，入軌精度偏差縮小為空間站艙段交會(huì )對接提供了更好的保障，也對火箭的動(dòng)力、結構和控制系統偏差控制水平提出了更高要求。

　　航天發(fā)射是火箭、發(fā)射場(chǎng)、地面等系統協(xié)同的最終體現。長(cháng)五B火箭軌道設計師王建明介紹，“‘窄窗口’點(diǎn)火可以提升火箭點(diǎn)火可靠性，但由于地球是不斷自轉的，為克服地球自轉影響，則需要通過(guò)箭上具備起飛時(shí)刻偏差修正能力”。

　　點(diǎn)火后，火箭依靠更先進(jìn)的制導技術(shù)不斷調整彈道，直奔空間站。長(cháng)五B創(chuàng )新運用姿態(tài)控制增益優(yōu)化和復合制導方法，從而提高了火箭姿態(tài)控制精度。

　　“就好比投出去的籃球按照籃筐位置、球場(chǎng)風(fēng)速、氣流和溫度等變化不斷修正前進(jìn)軌跡，直奔籃筐而去。”科普專(zhuān)家錢(qián)航說(shuō)，“長(cháng)五B這輛‘汽車(chē)’重達數百?lài)崳瑫r(shí)速不可估量，要做到‘自動(dòng)駕駛’可不容易。”

　　作為目前中國近地軌道運載能力最大的火箭，長(cháng)五B近地軌道運載能力超過(guò)23噸，托舉2022年最“重”載荷——問(wèn)天實(shí)驗艙演繹了浪漫的“太空之吻”。

　　這是空間站首次在有人的狀態(tài)下迎接航天器的來(lái)訪(fǎng)。問(wèn)天實(shí)驗艙采用快速交會(huì )對接的方式與空間站天和核心艙對接形成組合體，需要艙段消耗燃料來(lái)變軌滿(mǎn)足對接要求，會(huì )造成運載能力的損失。

　　為了能搭載更多的推進(jìn)劑、生活物資等維持空間站在軌運營(yíng)，長(cháng)五B團隊對火箭的運載能力進(jìn)一步評估、折算，扔掉箭體中的“累贅”，為火箭釋放了更大的運載能力。

　　“如果把發(fā)射火箭比作游客出行，那么以前就是出遠門(mén)，需要攜帶大包小裹，現在更像是臨時(shí)出差，輕輕松松帶上必備物品就可以出發(fā)了。”劉秉比喻道。(立風(fēng) 董佳瑩)