从1970年长征一号运载火箭把东方红一号卫星送上了Tai 空，让东方红的歌声在Tai 空飞扬。至今已近半个世纪。去年5月17日，中国第一枚民用火箭OS-X火箭“重庆两江之星”在中国西北某基地空点火升空，标志着中国新型商业火箭发射场的形成。今天，面对国外多样化的空探测任务，中国火箭技术如何一步步发展？

卢坤峰

卢坤峰，中国运载火箭技术研究院、北京航天自动控制研究所高级工程师，主要从事火箭神经中枢控制系统的研发工作。负责多种型号火箭姿态控制系统的研发，并成功完成飞行试验。

我们可以把火箭想象成一个有身体、心脏和神经中枢的人。这个火箭的主体是什么？火箭的本体有助推器，助推器由核心整流罩组成，心脏由发动机组成，神经中枢由控制系统组成。

如果火箭是人，它的职业是什么？我们可以把它想象成一个独立的快递员，就是把我们的货物送到目的地。我们的商品包括卫星、载人飞船和空站。火箭把它送到了我们的目的地——轨道。

为了让大家对火箭和火箭有更多的了解，我从几个事件来一一说明。

东方红一号卫星发射玫瑰空

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1970年4月24日，东方红一号卫星发射空，使我国成为继苏、美、法、日之后第五个能够独立掌握卫星研制和发射的国家。这颗卫星并不重，只有173 kg。目前看起来这个有效载荷的重量很小，但是当时这颗卫星发射的时候就已经超过了其他四个国家首批发射卫星的重量总和，举世瞩目。

这颗卫星的自主信使是谁？是我们长征家族的老大哥，长征一号运载火箭。长征一号运载火箭在兄弟图中算是比较小的。它的高度不到30米，29.5米，腰围2.25米，起飞重量81.5吨，近地轨道运载能力300公斤。长征一号火箭的研制成功，开启了我国探索太空 的征程，迈出了坚实的一步。长征一号运载火箭也为后续火箭家族的诞生和成长奠定了基础。

奥星的发射是成功的。

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烟盒

看

这是西昌卷烟厂在1992年印制的一个烟盒，里面记录了一个和我们航天火箭发展密切相关的事件——奥塞特，全称是奥塞特B号通信卫星。这是一块1992年纪念Austar发射成功的手表，很有纪念价值和意义。

1992年8月22日，《人民日报》头条报道了一个事件，标题是《中国卫星发射事业始终高歌猛进，走向世界》，记录了我们中国运载火箭长二捆绑式成功发射Orsat B通信卫星，并准确入轨，达到世界先进水平。它的独立快递员是长征二号捆绑式运载火箭。

与它的老大哥相比，这种长征二号捆绑式运载火箭要高得多，强得多。它的高度达到了49.7米。它的腰围是3.35米。它的起飞重量更大，达到462吨。它在近地轨道的运载能力如何？9.2吨。也引起了世界的关注和重视。这枚火箭的诞生是非常曲折的。背后有三个因素可以让它成功成长。

20世纪80年代，是我国改革开放的关键时期，我国经济由计划经济向市场经济转型。我们的火箭也想迈出商业航天的关键一步，这是第一个因素。

80年代，卫星发射市场也迅速扩大。但是火箭的发射能力跟不上卫星发射市场的需求，矛盾越来越大。当时世界上能够发射卫星的国家被美欧垄断。只有美国的大力神火箭和欧洲的阿丽亚娜火箭，又称阿丽亚娜，可以发射通信卫星。有些急需发射卫星的客户要排很长时间的队，有的甚至要等好几年。所以他们也希望有一种新的火箭可以装载到太空空。这是第二个因素。

1980年代是世界航天非常困难的时期。1986年1月28日，美国挑战者号航天飞机发射空，73秒后随着一声巨响爆炸。七名宇航员遇难。这是一场非常严重的太空灾难，因为73秒并不是很高。

为了巩固在卫星发射领域的地位，美国推出了大力神和德尔塔运载火箭并发射升空。不幸的是，这枚大力神火箭在起飞后8.5秒爆炸。随后德尔塔火箭在上升空 后不久爆炸，葬身大海。

此时，急需卫星发射的客户向阿丽亚娜运载火箭投降。然而，1986年5月31日，阿丽亚娜运载火箭也出现了动力系统故障，导致无法将他们的有效载荷卫星送入指定轨道。这件事直接让阿丽亚娜火箭的发射推迟了16个月，他们也损失了7亿法郎。

这三个因素也直接推动了我们长二捆绑式火箭的发展。经过几轮谈判，1988年12月31日，我们与美国休斯公司签约，推出奥星。休斯的公司是美国的，美国公司是我们的竞争对手。也就是说，我们甲方是我们的竞争对手，可想而知他们提出的条件肯定是相当苛刻的。

首先，美国公司不会预先付给我们任何钱；

第二，不要给我们提供任何关于这颗卫星的技术信息；

第三，先完成一年前的一次正常卫星发射，再发射这颗奥星。

第四，如果无故推迟发射或发射失败，中方将赔偿美方100万美元的经济补偿。

很刺耳吗？但对我们来说，这种机遇和挑战并存。我们终于签了这份合同。签了这个合同之后，给我们带来了三个主要的困难和问题。

第一，时间极其紧张从我们签这个合同到我们的火箭，距离第二捆火箭的第一次发射只有18个月空。连当时美国聘请的史密斯专家都说，中国人不可能在18个月内研制出这样的火箭。

第二，钱。因为我们以前是计划经济，立项后会有财政拨款。但是这个项目没有。是商业航天。因此，在各级领导的指导下，我们进行了贷款融资。

第三，技术。当我们签署这份合同时，我们没有开发这种火箭，这是纸上谈兵。我们只在图上画了一个长的双束火箭的外形。我们签订这份合同是为了开发这种火箭。

1990年7月16日，长征二号捆绑式运载火箭发射成功。

18个月的前三个月，我们要完成44万份图纸的设计，安排8000多份生产任务。但是宇航员在这个过程中并没有退缩。我们在18个月内完成了长二捆火箭的研发。而且奥地利卫星入轨准确，超过了被世界认为轨道精度最高的亚洲一号，达到了世界先进水平。长二捆绑式火箭还攻克了以火箭捆绑、捆绑控制技术为代表的30多项关键技术，为火箭的后续研发打下了非常好的基础。也为我们国家走出国门，走出商业空间，迈出了非常坚实的第一步。

杨威神舟五号

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1992年9月21日，嫦娥一号捆绑成功发射奥星后的第二个月，中央政治局常委会就确立了专项载人航天工程，代号“921工程”，从此中国载人航天正式拉开序幕！

91工程被认为是20世纪末21世纪初我国航天工业中最大、最复杂的航天技术。这个事件成功的标志是什么？2003年10月15日，杨利伟先生乘坐神舟五号飞船飞入太台空，绕地球飞行14圈，于16日上午返回地球。

杨利伟先生返回地球后，摆出了一个V，这也向全世界表明中国是继俄罗斯和美国之后，第三个能够独立掌握这项载人航天技术的国家。

这次事件中成功的独立快递员是谁？是长征二号F运载火箭。载人航天最重要的是什么？可靠性和安全性。所以我们立项后，工程师就开发了这两个问题。目前，长征二号F运载火箭仍然保持着现役运载火箭家族的最高高度——58.3米。它的腰围也是3.35米，起飞重量480吨，近地轨道运载能力8.1吨。其安全系数为0.997，达到世界先进水平。

对于常规火箭来说，火箭上有自毁装置有两个主要目的。一个是不让火箭弹落在我们人口密集的地区，给人民生命财产带来很大威胁。第二，不应该允许火箭飞出国门。但我们肯定不能在载人航天中安装这样的装置。所以我们增加了两个系统。第一个系统是故障检测与处理系统，第二个系统是逃逸系统。

故障检测和处理系统的主要工作是实时监控我们的参数。一旦发现火箭有重大故障，就会发出逃逸指令，按照模式逃逸。逃逸塔是故障检测与处理系统的执行机构。逃逸塔从火箭点火前900秒到点火后120秒工作。此时火箭的高度是从0公里到40公里。一旦通过故障检测和处理系统发现火箭出现故障，火箭会将返回舱和轨道舱拖离逃逸塔，坠入安全区，然后保证航天员的安全。

如果在40公里到110公里的路段出现故障，我们可以通过高空分离引擎逃逸。如果在110公里到200公里的阶段出了问题，我们可以用我们飞船上的发动机与二级火箭分离，然后紧急返回。

如果这个航天员这个时候在发射塔架上，还没有进入火箭或者飞船，这个时候出了问题怎么办？在这个塔上，我们安装了一个逃生包。这个逃生包类似于一个软滑梯。宇航员可以快速跳入，然后通过四肢控制下落速度。从发射塔快速到达我们的地下安全区域。严谨、谨慎、细致、务实是我们工作中非常重要的一个方面。

截至目前，长征二号F运载火箭自研制以来，已成功将5艘无人飞船、5艘载人飞船、2个空空间站和11名航天员送入太空空。目前为止它的成功率是100%。因此，这种长二F运载火箭也被称为神箭。

探月工程

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2007年10月24日，嫦娥一号成功飞天，开启了我们国家探月工程的第一步，而这次发射首次采用零窗口发射。零窗口是我们预设的每秒启动的窗口。22010年国庆节，我们的嫦娥二号成功飞上天空，也是我们第一次被送入这个地月转移轨道，拍下第一张虹湾的高清影像。2013年12月2日，嫦娥三号成功飞天，实现了我国第一次地外天体软着陆，并且这个探测器还释放了一个玉兔月球车。而且在2016年，为了表彰我国探月工程的成就，国际天文学联合会将我国探测器着陆区周边命名为广寒宫。

去年的12月8日，我们的嫦娥四号成功飞天，实现了全人类第一次在月球背面着陆，还拍了一张这样的月球背面全景图[这张全景图也向全世界表明，月球背面没有吴刚，没有外星人基地。这个探月工程的独立快递员是谁？是三强系列的三兄弟。

常家系列中的“三兄弟”

在我们探月工程的同时，另一个国家专项——北斗导航工程也在紧锣密鼓的进行中。北斗导航工程是我国自主研发的具有自主知识产权的导航系统，在我国国防安全和经济发展中发挥着关键作用。到今年5月17日，我们已经成功地向Tai 空发送了45颗北斗导航卫星，它们已经形成了一个网络，这使得北斗导航卫星发挥着越来越重要的作用。北斗导航工程独立快递员，也是我们长三甲系列的三哥。

我们长三甲三兄弟有长三甲，长三乙，长三c 三个火箭。他们的三枚火箭高度差不多。三年级稍微矮一点，52.5米。长B和长C都是54.8米。她们的腰围都一样，一年级和二年级是3.35米，三年级是3米。不同的是，长三甲没有一个助推级，长三一有四个助推级，长三一有两个助推级。主要目的是增加这种火箭的运载能力。所以覆盖面广，任务量大，所以成为了全明星火箭。

长征七号

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长征七号火箭和长征五号火箭是中国新一代运载火箭。一个是中型运载火箭，一个是大型运载火箭。2017年4月20日，天舟一号货运飞船首飞成功。

它的主要工作是与天宫二号交会对接，进行补给。所以天舟一号也被称为补给的急先锋。它重近13吨。这枚火箭的独立信使是我们的长征七号运载火箭。

长征七号运载火箭是一种新型运载火箭。它的高度是53米，不是很高，但是它的助推级有所提升，从15米直接提升到27米左右，以此来提高它的运载能力。那么此时它的起飞重量将提高到597吨，近地轨道运载能力为13.5吨，完全可以承载天舟一号近13吨的发射任务。

这种实践创新有三个特点。首先，它在设计阶段采用了数字化设计。我们最初的设计是画图纸，但是我们在设计这个火箭的过程中使用了数字技术，直接从漫画转到了3D电影。第二个创新是它的开发，采用一键加工。一次加工直接提高了火箭的加工质量和效率。第三是在这个火箭的组装和实验过程中，我们也采用了虚拟现实技术。

它首次采用了无毒无污染的推进剂——液氧煤油推进剂。它的成本是常规推进剂的十分之一，却让这种火箭的比冲提高了20%，推力直接提高了60%。这枚火箭使用了140多项先进的软件技术，是常规火箭的30多倍。所以它的可靠性大大提高到了0.98。所以完全可以满足我们载人航天空站建设的一个需求。

长征七号运载火箭的首飞成功，也为我国这个空载人航天空实验室的建设奠定了基础，开了一个好局。天舟一号先锋号的成功发射，也为后面这个空站的建设奠定了基础。

东方红一号卫星发射玫瑰空

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中型运载火箭的运载能力仍然不足。我们需要研究一种大型运载火箭。比如未来从月球收集月球岩石并返回，需要很大的运载能力。第二个是载人航天空实验室，核心舱和实验舱都在20吨以上。第三是因为我们还有外太空空探索的任务，这些都需要大型运载火箭。

在这种需求的影响下，2016年11月3日，长征五号首飞成功。长征五号现在已经不是长征家族中最高的了。它的身高约57米，却是最胖的。它的核心级5米，4个助推器级各3.35米，机身宽胖，直接使其起飞重量增加到867吨。其近地轨道运载能力达到了25吨，地球同步转移轨道运载能力为14吨。因为胖，所以我们叫它胖五。

长征九号

2007年

在航天领域，有一句话:航天的舞台有火箭的运载能力那么大。将来我们会飞得更高更远。在这样的背景下，我们的长征九号运载火箭诞生了。

长征九号有点像中国的姚明。它是一个巨人。它大约有100米高，有30层楼高。它的腰围有多大？核心级10米左右，4个助推器级各5米，这是5年之久的核心级的重量。除了拥有庞大的身躯，它还有一颗强大的心脏，同时，这枚火箭的神经中枢系统也会更加智能。

因为这款火箭正在研制中，请关注它的研制进程，我们拭目以待它的首飞成功。

长征11号

2008年

今年6月5日，海上发射一箭七星，就是这个长征十一号。长征十一号是小哥哥。它出生较晚，确实很小，只有20.8米，但它的心是新的，有一颗坚实的心。在它之前，火箭的心脏全部是液体的心脏，固体的心脏容易储存，可以实现这个火箭从基本准备到发射的发射，不到一个小时的发射能力非常快。我们的一些探测和救灾微型卫星的发射可以发挥这样一个很好的作用。这也是我国首次海上发射，也填补了我国海上发射的空空白。

长征11号海射版(CZ-11H)准备竖立在海射平台上。

以上是长征火箭系列的八个代表成员，代表了我们中国运载火箭的发展。从1970年4月24日长征一号运载火箭将东方红一号卫星送入太台空，再到1992年8月14日长二捆绑式火箭将奥星准确送入轨道。在这个过程中，我们的火箭事业从无到有，从弱到强，从国内到国际。

第二阶段是在国家重大专项的牵引下。在载人航天、探月工程和北斗导航工程的需求驱动下，我国火箭的这种运载能力、可靠性和安全性得到了快速提升，达到了世界先进水平。

然后随着我们新时代的需求，研制出了无毒无污染、运载能力大的长七、长五等运载火箭，还在研制长九重型火箭，进入大台/[K0/]。以后还会研究运载能力更强的火箭。

所以，希望大家都能热爱空间，关注空间，投身空间，建设空间。

Q

听说美国有一家公司研制出了可以垂直着陆、可以回收的火箭，还完成了相关的飞行验证，所以想问问大家，我们航天所都做了些什么？

卢坤峰:

垂直回收制导控制技术是可重复使用火箭的关键技术。随着目前一些商业航天的发展，我们外部竞争的压力，以及目前可重复使用运载器工程化研发的一个需求，我院去年成立了一个研究团队，我们自筹资金，然后专门研究垂直着陆的制导与控制技术。

我们采用的方式是一个理论研究加工程设计加实验验证的模型，我们还研制了自己的飞机，它与真正的火箭具有相同的性能和相同的缩尺。并且在最近一年完成了悬停、垂直起降等多项实验。并且在这个过程中，我们还验证了多项技术，包括多执行机构异构体高精度垂直着陆的规划技术、精确导航技术和姿态控制技术。

可以说，在这个垂直着陆可重复使用火箭技术上，我们也做了大量的储备，也为我们可重复使用火箭项目的研发和商业领域的拓展奠定了理论和技术支撑。

编辑:纪晓静、肖静