长征六号火箭顺利飞天 幕后团队平均年龄34.5岁

　　一箭多星，在中国乃至世界已经不稀奇。可一次同时带足足20颗卫星的火箭飞天，你见过吗？昨天7点01分，由中国航天科技集团上海航天技术研究院抓总研制的长征六号火箭顺利飞天。随着诸多小卫星依次顺利进入预定轨道，“长征六号”也完成了首秀，长征火箭系列则完成了210次飞行。它不仅创造亚洲一箭多星的发射新纪录，也标志着我国运载火箭应用进入新纪元。

　　据了解，完成该型号火箭研发的科研人员也大多是“80后”、“90后”，平均年龄只有34.5岁。 青年报记者 胥柳曼

　　 个头虽不高 自主创新成果有几十项

　　1960年，美国首次用一枚火箭发射了两颗卫星，1961年又实现了一箭三星，接着，前苏联多次用一枚火箭发射8颗卫星，欧洲航天局也掌握了这种发射技术。1981年9月，我国成功地用“风暴”一号运载火箭将一组三颗“实践”二号卫星送入地球轨道，成为第四个独立掌握“一箭多星”发射技术的国家。

　　上世纪80年代，上海航天技术研究院首次在国内实现了一箭三星发射，后续长征二号丁、长征四号乙、长征四号丙也曾多次开展一箭多星的国内国际发射任务。2008年4月28日，印度一举把10颗卫星送入轨道，创下亚洲航天史的纪录。

　　而这次一下把这个纪录骤然拉高的“长六”到底是何方神圣？在青年报记者看来，在现有的“长征”系列火箭家族中，这位新诞生的长征六号论个头只能算“小弟弟”。资料显示，它全长29米，属于三级火箭。其中，一级火箭直径3.35米，二、三级直径2.25米。

　　“如果将来发射‘嫦娥’、‘空间站’等大型‘太空乘客’，自然火箭越大越好。然而，‘长六’从设计之初，其定位就与众不同。”航天专家表示，随着卫星技术的发展，出现了大量质量在1吨甚至500千克以下的小型遥感卫星和其他小卫星，100千克甚至更轻的卫星也屡见不鲜。

　　据悉，为了减少“大马拉小车”的浪费，同时满足未来快速发射能力的需求，我国新一代运载火箭系列中特意规划了长征六号运载火箭。如今，它具有700千米高度太阳同步轨道1吨的运载能力。

　　别看个子小，技术含量却一点也不低。自2009年8月立项以来，它采用了全新的总体方案、结构形式、动力系统和电气系统，自主创新成果达几十项。

　　 “心脏”环保 起飞推力达1200千牛

　　目前我国火箭发动机中，大多使用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂，容易造成环境污染。而新一代火箭发动机，主要使用液氧煤油和液氢液氧作为推进剂，具有绿色环保无毒的优点。

　　在长征六号火箭中，首次采用了我国最新研制的高压、大推力、无毒、无污染的补燃循环液氧煤油发动机。在最关键的一级火箭上，采用了单台最大推力为120吨的液氧/煤油发动机，二、三级火箭上，则分别是液氧/煤油发动机和常规推进剂发动机。由此，火箭最大推力可以达到1200千牛。

　　为了获得更大的运载能力，长征六号火箭采用了一系列全新的设计方案，独特的发动机氧箱自生增压技术即是一个最大的亮点。

　　原来，火箭飞行中，需要不断对发动机氧箱进行增压，传统设计中，需要额外增加独立的增压气瓶，这样就会增加火箭的重量。自增压方案利用发动机燃气发生器的富余氧气为一级氧箱进行增压，这样就可以为火箭减少12个单独的增压气瓶以及一整套冗余增压系统。但是该方案从未曾有过应用先例，曾备受专家质疑。为此上海航天组织开展了大量试验和攻关，并通过热试车有效验证了增压系统的工作性能，仅增压输送系统就申请了16项专利。

　　此外，长征六号还创造性地使用了发动机燃气滚控系统，利用一级发动机涡轮泵后引出高温高压富氧燃气，与发动机一起对火箭进行滚动姿态控制，保证火箭飞行过程中的姿态稳定，在国际上属于首创。

　　众所周知，正在研发中的长征五号未来将承担发射空间站、载人登月等任务。中型火箭长征七号将用于发射货运飞船，也有可能承担载人任务。“长征六号的成功发射，可以有效验证我国在大推力、高可靠性、高适应性、低成本、无毒无污染运载火箭领域的关键技术突破。”长征六号运载火箭副总师李程刚说。

　　 拼命“减肥” 为“火箭乘客”留空间

　　据悉，此次发射升空的20颗卫星，分别来自东方红卫星公司、国防科大、清华大学、浙江大学、哈工大等单位。这些卫星主要用于遥感、通信、行星对地观测等。这么多颗卫星，虽然重量、体积都不大，可同时都在一辆“太空巴士”里，可不能太过拥挤。否则到了太空，就会影响它们“下车”入轨。因此，首先遇到的难题，就是整流罩的空间必须足够大。

　　长征六号运载火箭副总师李程刚透露，经过一年多时间的攻关，长征六号的整流罩最大直径为2.6米，长6.1米。空间大了，是不是意味着重量也增大了许多？青年报记者了解到，由于整个整流罩采用了新材料，重量还比传统相同体积的金属整流罩轻了近20%。不仅如此，这种名为冯卡门复合材料全透波卫星整流罩，具有全向透波能力，有力改善全箭力学环境和卫星环境条件。

　　为了装下这么多“乘客”，火箭头部虽然空间大了，相对于火箭其他部分而言，科研人员都在拼命为减重、减空间而努力。

　　比如，长征六号一级火箭采用了液氧/煤油单台发动机。在推力既定的情况下，为了更好地降低火箭自身重量，首次采用了大温差隔热复合材料夹层共底贮箱。“为了配合发动机点火，一般来讲，需要液氧装个箱子，煤油装个箱子。而现在为了减重，所谓的夹层共底贮箱，就意味着液氧和煤油要装在同一个箱子里，当中有个夹层隔开。”作为“长六”副主任工艺师的陈长江介绍，这可不是简单的“鸡尾酒”组合。煤油存放的温度是20℃，液氧存放的温度是-180℃。“也就是说，当中的夹层，既要经受两个独立系统的正压和反压，同时还要抵抗液氧和煤油之间将近200℃的温差。并且，夹层只能绝热，不能导热。否则，就影响物质存放状态，进而影响发动机运行。”

　　试验、改进、研制……16个月， 22个贮箱，六次低温加注、强度试验，陈长江团队最终攻克了夹层共底研制难题，并掌握了激光扫描及仿形加工、结构件整体胶接成型等关键制造技术。

　　 仅用七天 发射准备时间创造新纪录

　　在传统概念中，火箭执行发射任务，都需要分段运输至发射场，再在塔架上完成各子级的垂直吊装总装和测试。现役运载火箭中，唯有执行载人航天发射任务的长征二号F火箭曾采用了垂直转运模式。而长征六号针对后续卫星发射的需求，在国内运载火箭领域创造性地采用了“三平”测发模式，对现役火箭的测发模式进行了一次彻底的变革。

　　所谓“三平”，即“水平整体测试、水平整体星箭对接、水平整体运输起竖发射”。火箭在水平状态下在厂房内完成全箭总装和测试，包括与卫星的对接，同时将整发火箭水平放置于专门研制的自行式整体运输起竖车上，由起竖车将火箭水平运输至发射工位，并完成水平对接、翻转起竖、垂直定位、燃料加注和发射等动作。整个过程一气呵成，大大简化了发射区操作时间和发射台占用时间。“原来，一台火箭进场准备周期，至少是几个星期，而现在，发射准备周期仅用了7天，创造了新纪录。这种模式，有力适应卫星发射低成本、短周期的需求。”航天专家说。

　　为了适应火箭“三平”测发的需要，设计师们还创新性对地面测发控系统也进行了改进，将各种测试设备集成安装到五个方舱内，形成了一辆移动的“体检车”，车随箭走，大大简化了测发流程，减少设备数量。

　　火箭的飞行过程看似简单，但需要经历点火发射、级间分离、俯仰偏航、轨道修正、发动机关机及重新点火、载荷分离等一系列复杂动作，如何确保一系列动作的精准控制，这就要仰仗火箭的“神经网络”——控制系统了。

　　长征六号紧跟国际运载火箭发展趋势，将控制、测量、供配电组成了全新的电气系统。在控制系统中，采用了双八表捷联惯组组合导航技术和迭代制导技术，综合利用地面测控网、导航星座系统和中继卫星，实现天基测控和地基测控相结合，在火箭飞行过程中对火箭状态进行实时测量，实现更高的导航精度，确保卫星入轨精度达到百米级，实现了点对点的投放，达到国际先进水平。

　　 研发卫星 他们是一群大学生

　　 为了卫星梦，“你我历尽艰苦”

　　发射卫星是韦明川的梦想，是他从大二到博一5年来一直不曾停歇的梦想。

　　自2013年从电信学院考研到航天学院后，只要在学校，韦明川几乎就是长在了哈工大卫星技术研究所。甚至有时候半夜一两点睡不着，他还轻手轻脚地起床，从一校区的学生公寓走回科学园里的实验室。夏天的风吹过脸庞，他不由地想起了2010年初，哈工大业余无线电俱乐部提出“紫丁香一号”小卫星研发方案时的情景。虽然当年志同道合的伙伴们有些已经各奔东西，可倾注了大家心血的卫星却一直做了下来。

　　时至今日，团队汇聚了韦明川、郭金生、俞阳、吴凡、夏开心、冯田雨、王骋、张天赫、苗悦、邱实、胡超然、张扬雨、米明恒、张冀鹞、龚肇沛、裴乐等16名骨干学生，累计吸纳了40多名学生参与设计与研制。当初一个人的梦想成为一个团队的梦想，并且梦想也真的实现了——2015年9月20日7时01分，我国首颗由高校学生自主设计、研制与管控的纳卫星“紫丁香二号”在太原卫星发射中心成功发射，而“紫丁香一号”也将于2016年发射。

　　“那充满希望的灿烂岁月，你我为了理想，历尽艰苦。我们曾经哭泣，也曾共同欢笑。但愿你会记得，永远地记着，我们曾经拥有闪亮的日子……”，随着这个秋天“紫丁香二号”的顺利升空，韦明川的卫星梦已经初步实现。那曾经不被人相信可以实现的梦想，通过这个12公斤重的“小家伙”得到了完美的呈现。

　　 攻关火箭 他们都是“85后”

　　 从无到有 上海青年书写“神话”

　　长征六号运载火箭采用无毒无污染的液氧作为氧化剂。而氧气，只有在-183℃下才能成为液态，这注定了动力系统中很多产品都得打上“低温”的标签，阀门产品也不例外。技术人员经过10个月艰苦攻关，最终掌握低温阀门研制技术。而年仅30岁的孟金龙就是其中的一员。

　　 一字之差阀门的精度要求高了数倍

　　低温与常温，看起来也就一字之差，但对于中国航天科技集团上海航天技术研究院研制的低温阀门来说，却是工况要求从常温的-40℃~50℃变为低温的-196℃~50℃的区别，温差跨度，差了156℃。换材料应该是最简单的改变了。然而，用新一代运载型号阀门副主任工艺师孟金龙的话说，“关键材料更换后，加工方法、装配方法，不同的试验要求等等都是面临的新课题。”

　　长征六号包括的低温阀门有40多种、90余件，每一件都经历了装配、调试，调试不通过再拆掉重装的“跌跌撞撞”，而且，一般一种阀门经历四五次反复都是常事。

　　“这种反复还是好的，到了试验阶段了，一个批次的阀门只要有一个阀门出现一个指标未达标，所有的阀门必须重新来过。”经历了几年的研制历程，孟金龙在说这些的时候似乎已经很平淡了。

　　 攻关10个月一年十五六次“上海-西安”

　　所谓好的阀门就是要漏率为0，即确保完全密封。说起这些，孟金龙像如数家珍一样，低温静密封、低温动密封、低温起闭密封。这三种密封中最难实现的是低温起闭密封，该类阀门典试件需通过4000次的起闭试验考核。通常，该类常温阀门密封件是将加工完成的非金属密封环与金属密封槽通过简单的机械固定连接而成，而低温阀门则需要金属与非金属材料粘接在一起。

　　简单的“粘接”两个字，当时厂里并没有开展过相关工艺攻关。于是，上海科研人员来到西安一家研究所求助。从此，他开始了一年十五六次的上海-西安之行，少则一两天，多则十几天。很多时候，孟金龙都是背起产品说走就走。说起这些，孟金龙有些心痛，“一个产品要加工三个月，而且只有20%的成功率，为了确保整个型号的节点，我们不得不投五保一。有些加工好的零件亮得都可以‘照镜子’，但热压成型不好就报废，看着这些‘浪费’真的很心痛。”

　　长加工周期、低合格率“逼”着自己着手研究热压成型的工艺方法。孟金龙在西安跟着产品生产时，每天与一线在一起，有时也暗自向操作打听点门道，他们加工到半夜，他也跟着半夜。了解到的信息，他是一丁点都不敢忘记，回厂后，再继续工艺攻关。

　　如今，回想10个月的攻关路，孟金龙竟害羞地说，“感觉是‘偷学’了他们的技术。”

　　 拼命 创新 “我的梦想很简单”

　　随着长征六号成功将20颗卫星送入预定轨道，发现这位航天“大力士”的研制团队是一群平均年龄仅34.5岁的年轻人。

　　7年前，当中国航天科技集团公司上海航天技术研究院“老航天人”张卫东接过长征六号总设计师兼总指挥的任命时，心里沉甸甸的。因为他将带领一支平均年龄不超过28岁的年轻人，研制一种全新的火箭。我国现役火箭大多在上个世纪90年代就已定型，研制新一代运载火箭既充满了激情与挑战，也充满了困难与风险。这些刚跨出学校大门没几年的年轻人行吗？

　　然而，年轻的航天人“初生牛犊不怕虎”的拼命和创新精神，很快让他刮目相看。不到半年，年轻的团队就完成了火箭优化方案，总体技术指标满足了立项要求。2009年8月，长征六号火箭正式批复立项。

　　“很兴奋啊。”昨天，在火箭发射任务结束后，今年30岁的长征六号运载火箭地面测发控软件的负责人陈文浩心情激动不已。2008年，他大学毕业就来到上海航天技术研究院工作。可是，接手的第一个任务却无疾而终。作为长征六号运载火箭地面测发控系统软件负责人，他决定从零开始。“我的梦想很简单，就是希望自己设计的软件产品能在型号上成功应用”。为了这个梦想，他开始了艰苦的圆梦之旅。

　　众所周知，火箭前期测试和最终发射的控制操作工作，都离不开地面测发控系统。因此，地面测发控软件是实现人箭交互的枢纽，重要性不言而喻。软件专业部包括陈文浩在内共4名设计师从事这项工作，他们要完成电气和动力共30多个软件的编写、评审和调试工作。

　　时间紧，任务重，陈文浩一边协调型号工作，一边自己完成了13个软件编程。“每一个软件都是我的孩子，是我将他们一点点设计成型，我相信我的孩子们，能够顺利完成他们的使命。”

　　如今，陈文浩的梦想成真。