十年磨一箭！长征五号从失利到逆袭，揭秘-253℃黑科技

在文昌发射场的巨型活动发射平台上有个庞然大物，它就是长征五号。

这长征五号，是中国现役运载能力最强的火箭，也是目前人类现役火箭中能排进全球前三的"大块头"。

从探月取壤到火星探测从再到空间站搭建，这个被网友们称为"胖五"的火箭，可以说是中国航天探索宇宙的"入场券"。

十年磨一箭

2006年，长征五号正式立项时，中国航天正面临一个尴尬的现实：

现役火箭最大近地轨道运载能力仅仅只有9.2吨，无法满足未来空间站、深空探测等重大任务的需求。

当时国际上，美国德尔塔-4重型火箭运力达28.8吨，俄罗斯质子-M火箭达22.8吨，这几下一对比，差距显而易见。

于是，研发团队就给自己定了个近乎苛刻的目标：近地轨道运载能力要达到25吨，地球同步转移轨道运力14吨。

这个目标背后，是从零开始的技术攻坚。

2016年11月3日，长征五号首飞成功。

但是一年以后，长征五号遥二任务发射失利了，火箭一级残骸也坠入到了西太平洋。

这次发射失利后，经排查发现，最主要的问题出在芯一级液氢液氧发动机的涡轮泵上：

这个直径仅几十厘米的部件，在-253℃的超低温环境下，要承受每秒近万转的高速旋转，任何微小的瑕疵都可能引发灾难性后果。

接下来的日子里，研发团队开展了40多次发动机试车，试车时长累计已经超过3万秒。

2019年12月27日，长征五号遥三任务成功——把实践二十号卫星送入了预定轨道。

托举大国重器

2020年11月24日，中国航天史可以说是被改写的一天。

这天，嫦娥五号探测器被长征五号送到了地月转移轨道。

在这趟任务中，"胖五"需要把重量高达五吨的探测器送到环月轨道的近月点200公里，这就相当于在38万公里外，把一辆SUV稳稳当当停进指定的停车位。

最终，嫦娥五号不负众望，成功带回1731克月壤，也让中国成为第三个实现月球采样返回的国家。

而"胖五"的表现足足可以说是完美的，真正做到了让天问一号实现"绕落巡"一步到位，也让咱中国成为第二个成功着陆火星的国家。

2021年4月29日，天和核心舱被长征五号B遥一火箭送入近地轨道。

硬核技术账本

能扛起这些重任，源于"胖五"一身的"黑科技"。

它的芯级直径为5米，箭体外壳采用的铝合金材料。

既能承受火箭起飞时1078吨的推力，又要控制自身重量，每平方米的重量误差不能超过50克。

更关键的是发动机技术。

长征五号的YF-100发动机单台推力达120吨，是中国目前推力最大的液氧煤油的发动机。

但是YF-77氢氧发动机却是要在-253℃的超低温下工作，这个温度比宇宙背景温度（-273.15℃）仅高20℃。

所以，为了给这些"心脏"降温，火箭储箱里的液氢需要持续循环。

而在发射前的加注阶段，液氢的挥发率被控制在每天2%以内，这项技术让火箭在发射场的待命时间从原来的24小时延长到72小时。

深夜的测试间

这些技术突破的背后，是无数个深夜亮着灯的测试间。

在天津火箭研制基地，有一间被称为"冰箱实验室"的低温测试舱，里面能模拟-253℃的液氢环境。

工程师们要在这里反复测试发动机密封性能，每次测试都要连续工作48小时，期间不能离开——因为一旦温度骤升，设备可能瞬间损坏。

遥二失利后，涡轮泵问题的排查堪称"大海捞针"。

团队将涡轮泵拆解成上百个零件，用精度达0.1微米的检测仪逐个检查，相当于在一根头发丝（直径约70微米）上寻找0.1微米的瑕疵。

最终发现，是某个轴承的润滑系统在超低温下出现微小气泡，导致动力传输不稳。

为解决这个问题，他们重新设计了润滑通道，仅验证方案就做了300多次试验。

在文昌发射场，还有一群工作人员，他们因为特殊的工作所以被称为"火箭医生"。

每次发射前，钻进5米直径的箭体内部，用内窥镜检查每一条管线的接口都是他们的任务。

箭体内部空间狭窄，温度高达40℃，每次检查都要持续3小时，“火箭医生”们却从没抱怨过，哪怕是每次衣服都会湿透。

通向深空的桥

如今的长征五号，已经成为中国航天深空探测的"主力军"。

而且中国载人登月火箭长征十号的研制，就借鉴了长征五号的成熟技术。

从2016年首飞到2023年的每一次成功，长征五号用事实证明：中国航天的进步从不是偶然。

它不仅是一个运载工具，更是一个国家科技实力的缩影。

本文作者 | 木易蜜
责任编辑 | 淡淡翠
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