长征五号遥四运载火箭从中国文昌航天发射场发射升空，将我国首个火星探测器直接送入地火转移轨道。

姜 哲 本报记者 付毅飞

    2020年7月23日，由中国航天科技集团一院（以下简称一院）抓总研制的长征五号遥四运载火箭，成功将我国首个火星探测器送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。

    从火箭起飞到探测器入轨，“胖五”的飞行过程共有2000多秒。可别小看这半个来钟头，为了确保完成任务，“胖五”可是做了精心的准备。为了“奔火”它到底有多拼？下面这组数字告诉你。

    飞出中国火箭最快速度

    根据发射任务要求，“胖五”需要托举火星探测器加速到每秒11.2千米以上的速度，将探测器直接送入地火转移轨道，开启奔向火星的旅程。

    这一速度被称为第二宇宙速度，也被称为“逃逸速度”。航天器只有达到该速度，才能完全摆脱地球引力，飞向太阳系内的其他行星。

    此前在发射月球探测器时，长征三号乙运载火箭曾经飞出每秒10千米以上的速度。此次“胖五”发射“天问一号”探测器，在国内首次达到并超过第二宇宙速度，飞出了中国运载火箭的最快速度。

    设计42条发射轨道

    对于普通发射任务，1个发射窗口只需要设计1条火箭发射轨道。此次任务则不同。

    如果把发射比作打靶，发射“天问一号”探测器就是在打移动靶，因为地球和火星的相对位置在不断变化，只有不断调整发射轨道，才能让探测器入轨更精确，在“奔火”过程中节约燃料。

    为此，一院研制团队对“胖五”的轨道进行了精细化的“窄窗口多轨道”设计。

    据测算，本次发射任务有连续14天的窗口期，每天的发射窗口宽度为30分钟。研制人员将30分钟的发射窗口细分成3个宽度为10分钟的发射窗口，分别设计发射轨道，14天共设计42条发射轨道，将轨道偏差控制在极小范围内。任务中，通过软件还可以实现发射轨道的自动切换选择。

    一次发射设计如此多的发射轨道，这在中国航天史上绝无仅有。

    经历多个重要飞行时序

    在“胖五”飞行的2000多秒里，需要经历多个重要飞行时序。

    “胖五”捆绑了4个助推器，主要用于在起飞阶段及一级飞行前期提供推力。起飞后约3分钟，助推器与火箭分离。

    飞行约6分钟后，整流罩分离。整流罩主要用于保护探测器免受火箭上升过程中的气动加热及声振等有害环境影响。整流罩分离时，火箭已经基本飞出大气层，进入太空。

    飞行约8分钟后，火箭一二级分离，二级发动机第一次点火，继续加速。二级发动机第一次加速过程大约持续3.5分钟，之后二级发动机第一次关机，进入大约16分钟的滑行阶段。长时间滑行技术，已经在长征五号遥三运载火箭发射中进行了验证。

    此后，火箭二级发动机第二次点火，发起最后的“冲刺”，持续时间约为7.5分钟。二级发动机第二次关机后，“胖五”还需要完成速度修正、姿态调整等过程，最终将探测器送入地火转移轨道。