今天，中国载人航天工程空间站建设首战告捷。中午11时25分，由中国航天科技集团有限公司一院抓总研制的长征五号B遥二运载火箭在文昌航天发射场点火升空，飞行490秒后，将我国空间站天和核心舱精准送入预定轨道，在浩瀚的太空完满完成了我国载人航天工程“三步走”发展战略“第三步”的精彩“第一棒”。
三箭齐发，使命必达
长征五号B火箭是专门为我国载人航天工程空间站建设而研制的一型新型运载火箭，于2020年5月5日成功首飞。今天，长征五号 B遥二火箭成功发射空间站核心舱，是该型火箭的首次应用性发射，也是中国空间站建造的开局之战，举世瞩目。
按照空间站建造任务规划，今明两年我国将接续实施11次飞行任务，包括使用3次长征五号B火箭分别发射“天和”核心舱、“问天”和“梦天”2个实验舱；4次使用长征七号运载火箭发射货运飞船，以及4次使用长征二号F运载火箭发射载人飞船。总体目标是于2022年内完成空间站在轨建造，完成中国载人航天工程“三步走”发展战略“第三步”的任务。
长征五号B运载火箭系统、长征七号运载火箭系统和长征二号F 运载火箭系统，是目前载人航天工程中的三大运载火箭系统，均由中国航天科技集团有限公司研制。
长征五号B火箭以长征五号运载火箭为基础改进研制而成，“两兄弟”遵循模块化、系列化的研制思路，实现了助推器和芯一级模块的完全共用，不仅降低了研制成本，而且实现了对共性技术的最大验证，提升了火箭的可靠性和任务适应性。此前，“胖五”已经在1年之内完成了包括“天问一号”火星探测器和“嫦娥五号”探测器在内的4次重量级发射任务。长五B遥二火箭今天的成功发射，意味着“胖五”实现了 16个月“五连胜”，已成为新一代运载火箭中首个进行高密度发射的型号。
全新构型，直接入轨
航天科技集团一院长征五号系列火箭总指挥王珏介绍，长五 B 火箭是我国首型“一级半”火箭，目前近地轨道运载能力最大的运载火箭，代表了我国运载火箭技术的最高水平，近地轨道运载能力不低于22 吨，是个不折不扣的“大力士”。
长征五号B火箭采用一级半构型，芯级采用5米直径，捆绑4 个3.35米直径的助推器，全箭总长约53.66米，起飞质量约849 吨，起飞推力约1068吨，近地轨道（近地点 200 公里，远地 400 公里，轨道倾角约42度）运载能力 25 吨级。它是目前世界在役火箭中唯一一款一级半直接入轨的火箭。火箭系统简洁，所有发动机的点火都在地面完成，也无需进行级间分离、高空发动机启动等动作， 降低了故障发生的概率，进一步提升了火箭的可靠性。
当然，要实现一级半入轨，对火箭的发动机是个考验。长征五号B火箭助推器配置液氧煤油发动机，一级火箭配置氢氧发动机。前者具有推力大的特点，让火箭点火后获得较大的加速度，后者具有高比冲的优势，可以为火箭提供高效的速度增量。助推器飞行170多秒后分离，那时火箭距地面高度约70公里左右，由长五遥二自身的芯一级继续发力飞行，直接将“天问”核心舱送入预定的近地轨道。
第一梯队，四大突破
长征五号B火箭是为中国载人空间站建设而专门研制的大型运载火箭，使我国大型运载火箭的技术水平进入世界第一梯队，与俄罗斯质子—M火箭、美国猎鹰—9火箭、德尔塔IV火箭、欧洲阿丽亚娜—5火箭的运载能力相当。长五B在研制上还实现了四大突破：
首先，为长征五号B火箭研制了超长整流罩。长五的整流罩长度大约12.3米，而长五B火箭的整流罩长度达到了20.5米，有六七层楼高，相当于动车一节车厢，是我国现役运载火箭采用的尺寸规模最大的整流罩，这是为了发射载人航天工程空间站核心舱和实验舱而专门订制的。
长五B整流罩由端头、冯卡门锥段、组合前柱段、后柱段和转接框组成。它采用流线型的冯卡门曲线外形， 以更好的减小空气阻力，减轻载荷影响。作为我国长度最长、重量最重的整流罩，另一个技术难点在于如何实现安全可靠的分离。经过多方案比较，最终确定了采用旋转式分离方案，通过大量的仿真分析、预示，对整流罩分离方案进行评估，并多次开展了整流罩分离试验，有效验证了设计正确性和各系统接口协调性。
其次，长五B具备了低温火箭“零窗口”发射能力。发射时间精度误差能控制在 1 秒以内，这是为了满足空间站交会对接时间精准的要求。为了做到“零窗口”发射，火箭各系统要确保在点火前一段时间就完成各项准备， 以准备好的状态等待点火。研制团队从系统发射可靠性提升和发射流程优化两个方面开展了工作。通过开展可靠性试验和分析工作，实现了关键系统可靠性提升；通过射前流程优化，进一步提高了各系统对于“零窗口”发射的适应性。
再者，大直径舱箭分离技术。长五B火箭研制团队围绕降低和改善冲击环境开展了专题攻关，对多种降冲击方案进行比较和试验后，采用了一种新型振动被动控制技术的降冲击方案。经过试验验证， 舱箭分离界面的分离得到有效改善，空间站舱段可以在“下车”过程中感受到火箭的“温柔”。
还有，长五B的大推力直接入轨技术。作为一级半构型的火箭，长五B利用一级火箭直接将航天器送入预定轨道。一级发动机关机时，约140吨的推力在几秒钟之内消失， 相当于一辆高速行驶的列车突然“刹车”，还要稳稳地停靠在指定位置。研制团队从入轨姿态控制、入轨精度控制、分离安全控制三个方面开展了攻关工作。通过采用姿态控制增益优化方法，提高了姿态控制精度；通过采用多方法联合的复合制导方案，有效降低了制导误差对精度造成的影响。同时，为了提高舱箭分离后的安全裕度，增加了2枚反推火箭，确保舱箭分离后，火箭一级箭体可以避开空间站舱段的轨道面。
中国载人航天“三步走”发展战略
1992年9月，党中央决策实施载人航天工程并确定了我国载人航天“三步走”的发展战略：
第一步是发射无人和载人飞船，将航天员安全地送入近地轨道，进行对地观测和科学实验，并使航天员安全返回地面。我国第一名航天员杨利伟于2003年10月16日安全返回，这标志着中国载人航天工程取得历史性突破，第一步任务完成。
第二步是继续突破载人航天的基本技术：多人多天飞行、航天员出舱在太空行走、完成飞船与空间舱的交会对接，以及发射短期有人照料的空间实验室，建成完整配套的空间工程系统。2019年7月19日，我“天宫二号”空间实验室圆满完成任务并胜利返回，标志着第二步任务完成。
第三步，建立永久性的空间实验室，建成中国的空间工程系统，航天员和科学家可以来往于地球与空间站，为中国和平利用太空和开发太空资源打下坚实基础。
摄影：史啸 张森宇 于翔