嫦娥小伙伴
2013年12月2日1点30分,“嫦娥三号”探测器在小伙伴“长征三号乙”运载火箭的帮助1下成功升空!
无私奉献
如果说蜡烛是燃烧自己照亮世界,那么运载火箭就是“分裂”自己送出航天器。
火箭要想飞得快、飞得高,就必须多多地装燃料,可是燃料一增加,火箭的体积、重量也随之增加,而用同样的力去推动轻重不同的物体,其速度是不一样的。物体越重,速度越慢。怎样解决这一矛盾呢?科学家想了一个绝妙的方法,就是把火箭做成一级一级的,然后连接成一个整体,每一级里都有燃料和发动机,烧完一级就扔掉一级,这样火箭就越飞越轻,速度也越来越快。虽然分级火箭有利于提高火箭的最终速度,但级数太多会影响火箭的整体强度,并带来一些复杂的技术问题,所以大多是二级到四级火箭。
当火箭脱离发射架开始起飞,为了迅速穿过大气层,在离开地面以后的十几秒内,它一直保持垂直飞行。此时因为火箭太重了,速度变快的过程还不十分明显。当火箭第一级脱离主体,质量大大减轻,火箭的飞行速度很快增大。在飞出大气层后,整流罩、消耗完的火箭第二级也相继被抛弃掉。对于目的地是高轨道或执行行星际任务的航天器,末级火箭继续推动,直到完成任务后才与航天器分离,最终坠入大气层。在这只有几分钟到十几分钟的整个发射过程中,运载火箭的唯一目标就是把它的好伙伴——航天器送出地球、到达指定位置!
各有千秋
做一支优秀的运载火箭,就要做到推得精、飞得稳、变得妙、落得准。
从1957年苏联首次利用运载火箭发射了世界上第一颗人造地球卫星之后,世界各国已研制成功多种运载火箭,有像30多层楼那么高的大型运载火箭,还有9层楼高的小型运载火箭。前者能把很重的航天器送到太空中,后者只能运载小质量的航天器。但这并不意味着小型火箭没有研究的必要。相比之下,小型运载火箭的发射工作比较容易,而且花费少。日本的“艾普斯龙”、我国的“快舟”都是小型运载火箭。但从长远来看,大推力火箭在探索宇宙等方面有着举足轻重的作用。有了大推力火箭,才能将质量巨大的太空站送入轨道,让登月飞船有足够的燃料往返月球和地球,将人类送到更远的深空……
“长征三号乙”火箭是中国目前运载能力最大的运载火箭,地球同步轨道运载能力有5.1吨。美国的“土星五号”是目前使用过的最高、最重、推力最强的运载火箭,高达110.6米,起飞重量3038吨,可将127吨重的物体送上近地轨道。
然而,火箭的“干活”效率并不高,海量能源的消耗大部分被用来摆脱地球引力,剩余的一点才用来推动火箭在太空前进。大多数时候,火箭仅仅是依靠惯性飞往目的地。对于星际飞行来说,这点儿动力显然力不从心。
赵夕