長征五號乙運載火箭

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出自求聞百科
長征五號乙運載火箭
2021年長征五號B發射天和核心艙場面
用途大型運載火箭
製造商中國航天科技集團公司（CASC）
製造國家 中國
外型及質量參數
高度53.66米
直徑5米
質量838.3噸（包括載荷）
節數1.5級
酬載量
至LEO有效載荷
質量25,000公斤（55,000磅） [注 1]
相關火箭
本系列長征五號系列運載火箭
發射歷史
現況現役
發射場文昌航天發射場一號發射工位
總發射次數3
成功次數3
首次發射2020年5月5日
著名載荷天和核心艙
問天實驗艙
輔助火箭
輔助火箭數4枚
高度27.6米（91英尺）[1]
直徑3.35米（11.0英尺）
總重156,600公斤（345,200磅）
燃料重量142,800公斤（314,800磅）
引擎2×YF-100發動機
單引擎推力2×1199.19千牛（海平面）
2×1339.48千牛（真空）
比衝量2942米/秒（海平面）
3286.2米/秒（真空）
推進時間173秒
燃料液氧/煤油
第一級
高度33.16米（108.8英尺）
直徑5米（16英尺）
總重186,900公斤（412,000磅）
燃料重量165,300公斤（364,400磅）
引擎2×YF-77發動機
單引擎推力2×518千牛（海平面）
2×700千牛（真空）
比衝量3106 米/秒（海平面）
4197米/秒（真空）
推進時間477秒
燃料液氧/液氫

長征五號乙運載火箭[2][3]，即長征五號B運載火箭（簡稱：長五乙或長五B，縮寫：CZ-5B或LM-5B），是中國航天科技集團公司在長征五號運載火箭的基礎上，按照通用化、系列化、組合化思想設計，基於移去芯二級和級間段並延長整流罩等改進設計發展而來的一款大型運載火箭，為長征五號系列火箭的改進型號之一。它是中國首個具有一級半構型設計的大型運載火箭，也是目前中國近地軌道運載能力最大的火箭。

長征五號B運載火箭專門為中國載人航天工程中國空間站研製[4]；為容納空間站艙段，其整流罩長度達20.5米，直徑5.2米。

設計

相比於長征五號，長征五號B運載火箭一級尾段壁板和防熱板結構成型工藝中，航天一院703所用大直徑大厚度碳纖維複合材料蜂窩夾層結構整體成型取代了原本採用的組合梁結合分瓣玻璃鋼底板方案，減重約400千克[5]。助推器方面，航天八院通過將原頭錐捆綁點下方的多層串聯結構優化為並聯共承力結構，並通過減少氣瓶等，共減重約700千克[6]。

其所屬的長征五號系列不但是中國最大最先進且環保的火箭之一，更是亞洲製造商首次推出此規格的運載火箭（此前亞洲的大型火箭為日本三菱重工集團的產品H-IIB型）[7]。儘管其LEO單位發射報價（$5000每千克）[8]近乎獵鷹9號（$2600每千克）[9]的兩倍，仍有觀點認為未來長五的經濟性讓中國公司在市場上也可以與世界一流業者如SpaceX等對手競爭全球訂單[來源請求]。

歷史

2020年5月5日長征五號B火箭首飛

長征五號B運載火箭於2012年開始按中國運載火箭研製流程和中國載人航天工程要求立項研製。作為載人航天工程「第二步」的組成部分，天宮三號曾計劃於2015年使用長征五號B發射，後本次任務隨天宮三號一同取消。

2018年11月，長征五號B通過初樣轉試樣研製階段評審，進入試樣研製階段。長征五號B遙一運載火箭於2019年4月完成第一個部段級產品，7月開始總裝，11月總裝完成[10]。2020年1月19日，遙一箭通過出廠評審。2020年5月5日18時0分，長征五號B搭載中國新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，從文昌航天發射場點火升空，首飛取得成功[11]。長五B首飛成功後，該型號火箭被用於發射中國空間站的各個艙段：2021年4月底發射的天和核心艙、預計將於2022年夏季發射的夢天實驗艙、問天實驗艙、2023年發射的巡天太空望遠鏡。

發射記錄

更詳盡的列表見中國運載火箭發射列表
飛行次序 火箭序號 起飛時間（UTC+8） 發射工位 有效載荷 衛星入軌軌道 發射結果 備註
1 遙一 2020年5月5日
18時00分27.092秒 		文昌航天發射場一號工位 新一代載人飛船試驗船
柔性充氣式貨物返回艙試驗艙 		近地軌道[12][13] 成功[11] 其搭載的新一代載人飛船試驗船在船箭分離後自主提升至大橢圓軌道。載人飛船掛載的柔性充氣式貨物返回艙試驗艙在返回過程中出現異常。[14]載人飛船返回艙於5月8日13時49分在東風着陸場安全着陸。[15]
任務代號：921-CZ5B/Y1
2 遙二 2021年4月29日
11時23分15秒613毫秒 		文昌航天發射場一號工位 天和核心艙 近地軌道 成功 天和核心艙與火箭成功分離，進入預定軌道，之後太陽能帆板兩翼順利展開且工作正常，發射任務取得圓滿成功[16][17]
3 遙三 2022年7月24日
14時22分32秒057毫秒 		文昌航天發射場一號工位 問天實驗艙 近地軌道 成功 發射重量23.2噸，刷新中國航天發射載荷重量紀錄[18]
4 遙四 2022年10月31日
15時37分23秒191毫秒 		文昌航天發射場一號工位 夢天實驗艙 近地軌道 成功 [19]
成功率：100%

殘骸處理

參見：再入大氣層的空間殘骸列表

由於長征五號B採用一級半構型，每次發射，芯一級都將和載荷一起入軌[20]。火箭工程師陳亮與陳曙光指，區別於高軌道火箭可以多次點火完成受控再入，長征5號B屬於近地軌道火箭，星箭分離後會進入「鈍化」流程，即卸載推進級內的電能、推進劑、高壓氣體以防爆炸產生額外的太空垃圾，但在此過程中會基本失去與地面的通訊能力，自主控制系統也會關閉，之後所有的動作都將是「既定」的，且火箭設計之初已經考慮到殘骸再入大氣層的問題，對殘骸風險控制也做了詳細規劃。

長五火箭芯一級殼體採用鋁合金材質製造，很容易在高速穿越大氣層的過程中完全焚毀，僅有極少數的耐熱部件有可能抵達地面（如引擎、低溫燃料管線）[21]，但是長五B芯級20噸級的大質量的無控再入在航天史上非常少見[注 2]，加上高層大氣的環境的諸多不確定性，導致再入點難以準確預報，每一次長五B完成發射後仍然會引發一些西方國家的媒體以及航天機構的擔憂和批評。[22][23]長征五號B運載火箭的第一級殘骸被認為是有史以來第四重的無控殘骸。[24][25]

事實上，從該型號遙二火箭開始，中國載人航天辦公室在芯級再入前數小時公布火箭末級的軌道數據，預計的再入時間，以及預計再入區域中心點的經緯度。[26]

國際反應

殘骸墜落會引起國際媒體與航天機構的關注，並對其落點做追蹤[27]。美國國家航空航天局（NASA）兩位曾任局長吉姆·布里登斯廷[28]、比爾·納爾遜均提出批評與危害，認為沒有盡力降低風險，並指責沒有公開透明[29]，建議應達到《阿爾忒彌斯協定》的標準[30]。歐洲空間局（ESA）負責人Nicolas Brobrinsky則呼籲長五B應該改進設計並引入規範[31]。俄羅斯航天集團總裁德米特里·羅戈津也在其官網公布預測墜落地圖，但強調火箭殘骸不會在俄羅斯聯邦境內墜落[32]。歐美部分國家的的安全部隊（如希臘[33]與美國）和地區（如意大利[34]）也對墜落境內做準備。

2022年7月，長征5號B殘骸第3次不受控制地墜落引起國際媒體與航天機構的關注。歐洲航空安全局（EASA）推測墜落路線在南北緯41度區域內，並向歐洲南部的保加利亞、法國、希臘、意大利、馬耳他、葡萄牙和西班牙的航空業發出警告，建議短暫關閉空域[35][36]。東南亞也在墜落區域內，而包括印尼航空軌道再入和碎片研究中心 (CORDS)[37]、馬來西亞航天局（MYSA）[38]、泰國空間地理發展局 (GISTDA)[39]和美國太空司令部[40]在內表示無法在墜落前確定重新再入的確切位置。火箭殘骸最終在跨越馬來西亞砂拉越上空，並在菲律賓蘇祿海墜落。中國官員在墜落後也尚未提供確切細節[41]。美國宇航局局長（NASA）比爾·納爾遜批評中國政府未能分享火箭降落的細節是不負責任和冒險的：「所有航天國家都應該遵循既定的最佳作法，並儘自身能力提前分享這類信息，以便可靠地預測潛在的碎片撞擊風險，特別是針對長征5號B這種重型運載工具，它這會帶來重大的生命和財產損失風險。 比爾·納爾遜也強調「提前分享信息對於負責任地使用太空和確保地球上人們的安全至關重要」[42]。

歷次芯級再入記錄

發射序號 發射日期（UTC+8） 再入日期（UTC+8） 在軌逗留時長 再入地點（經緯度，如有公布） 備註，參考資料
遙一 2020年5月5日
18時00分 		2020年5月12日
23時 		7天5小時，芯一級繞行地球達102圈。[43] 科特迪瓦 馬洪努村[44] 有報導猜測火箭的金屬物件至少損毀了兩棟建築物[45]，其中發現一個長達12米的液氧管道[46][47]。
遙二 2021年4月29日
11時23分 		2021年5月9日
10時24分 		8天23小時 東經72.47°，北緯2.65°
印度洋 馬爾代夫以北海域[48][49] 		印度洋上空燒毀[50]，由於再入點在阿拉伯半島，引起當地民眾觀測[51]。
遙三 2022年7月24日
14時22分 		2022年7月31日
0時55分 		6天11小時 東經119.0°，北緯9.1°
蘇祿海[52][53] 		印尼西加里曼丹省桑高發現3塊殘骸[54]，馬來西亞砂拉越石山也有2塊殘骸[55]。菲律賓在民都洛海域也發現殘骸碎片[56]
遙四 2022年10月31日
15時37分 		2022年11月4日
18時8分 		4天3小時 西經101.9°，北緯9.9°
墨西哥西南方向太平洋海域[57][58] 		[59]

型號對比

現役大型運載火箭性能比較（截至2021年10月）
國家 型號 運載能力（噸） 起飛重量（噸） 發射價格（萬美元） 運載係數（%） 成本/載荷（萬美元/噸） 首飛年份 發射成功率 發射總數
近地軌道 同步轉移軌道 近地軌道 同步轉移軌道
 美國 獵鷹重型運載火箭（不回收） 63.8[60] 26.7[60] 1420[60] 15000[61] 4.49 1.88 235 2018 100% 3
 美國 獵鷹重型運載火箭（回收） 大於28[62] 8-16[注 3][62] 1420[60] 9000[62] 1.97 0.56/1.12 321 2018 100% 3
 美國 三角洲4號重型運載火箭 28.79[63] 14.22[64] 733.4 35000[63] 3.93 1.94 1216 2004 92.31% 13
 中國 長征五號運載火箭 N/A[65] 14.5[66] 854.5[65] 10000 N/A 1.67 313 2016 80% 5
 中國 長征五號B運載火箭 25[65] N/A 837.5[65] ？ 2.98 N/A ？ 2020 100% 2
 俄羅斯 安加拉A5運載火箭 24.5[67] 5.4/7.5[67] 790 10000[68][69] 3.10 0.68/0.95 408 2014 100% 3
 俄羅斯 質子M型運載火箭 23[70] 6.92[70] 705 6500[71] 3.26 0.98 283 2001 90.09% 111
 美國 獵鷹9號 v1.2（不回收） 22.8[62] 8.3[62] 549[62] 6200[62] 4.15 1.51 263 2015 100% 116
 歐洲 阿麗亞娜5號ECA 20 10.865 777 17800 2.57 1.40 890 2002 97.47% 79
 美國 擎天神5號運載火箭（551型） 18.814 8.9 568.59 15300 3.31 1.57 746 2006 100% 11
 美國 獵鷹9號 v1.2（回收） 15.6[62] 5.5[62] 549[62] 5000[62] 3.06 1.00 297 2015 100% 116
 中國 長征七號甲運載火箭 19 7.8 573 ？ 3.32 1.36 ？ 2020 66.67% 3
 日本 H-IIA運載火箭（204型） 15 6 445 9000 3.37 1.35 600 2006 100% 5
 中國 長征七號運載火箭 14 N/A 593 ？ 2.36 N/A ？ 2016 100% 4
 中國 長征三號乙運載火箭 11.5[72] 5.5[72] 458.97 4000 2.51 1.20 348 1996 95.18% 83
 印度 地球同步衛星運載火箭3型號 10[73] 4 640 5100[74] 1.56 0.62 640 2017 100% 3

[62]

注釋

  1. ↑ 200km×400km,傾角19.5°
  2. ↑ 歷史上只有5次廢棄航天器的無控再入的物體質量高於或接近該型號的芯級， 分別是天空實驗室（69噸），禮炮7號（40噸），禮炮6號（35噸），土星2C（用於將天空實驗室送入軌道）（36.2噸），Kosmos 557/DOS-3（19.4噸）
  3. ↑ 視回收助推器數量可變

參考文獻

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  13. ↑ 新一代载人飞船试验船在轨运行良好 已完成六次变轨 _中国经济网——国家经济门户. www.ce.cn. [2020-05-09]. 
  14. ↑ 柔性充气式货物返回舱试验舱返回出现异常. 新華網. 2020-05-07 [2020-05-07] （中文）. 
  15. ↑ 我国新一代载人飞船试验船返回舱成功着陆 试验取得圆满成功. 新華網. 2020-05-08 [2020-05-08] （簡體中文（中國大陸））. 
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長征系列運載火箭
參見：中國運載火箭發射列表、YF系列火箭發動機、遠征系列上面級、新長征系列運載火箭
長征一號系列
長征二號系列
風暴一號
長征三號系列
長征四號系列
長征五號系列
長征六號系列
長征七號系列
長征八號系列
長征九號系列
長征十號系列
長征十一號系列
註：現役型號   退役型號   未飛型號   取消型號
中華人民共和國中國載人航天工程
飛行任務
第一步
（載人飛船階段）
無人測試
載人飛行
第二步
（空間實驗室階段）
艙外活動技術驗證
交會對接技術驗證
及短期在軌駐留
中期在軌駐留
及推進劑在軌補加
技術驗證
第三步
（空間站階段）
載人發射
無人發射
艙外活動
一期
工程
關鍵技術
驗證階段
建造階段
應用
與
發展階段
載人月球探測
登月階段
測試驗證
載人登月
規劃中（計劃2030年前）
測試驗證
運載火箭
和
航天器
運載火箭
載人飛船
貨運飛船
空間站工程
航天服
地面設施
發射場
着陸場
指揮測控通信
航天員訓練
人物
總指揮
丁衡高 → 曹剛川 → 李繼耐 → 常萬全 → 張又俠 → 李尚福 → 許學強
總設計師
王永志 → 周建平
航天員
系統組成
中國載人航天工程系統組成
  • 長征五號B運載火箭系統
  • 海南發射場系統
  • 長征十號運載火箭系統
相關計劃
 中國航天發射載具
現役
國營
民營
研製中
國營
民營
退役
參見：中國運載火箭發射列表、YF系列火箭發動機、遠征系列上面級、新長征系列運載火箭、Template:長征系列運載火箭
軌道發射系統
現役
 美國
國營
民營
蘇聯/俄羅斯 蘇/俄
 中國
國營
民營
 印度
歐洲空間局
 日本
 以色列
 北韓
 南韓
 伊朗
 新西蘭
開發中
 美國
 俄羅斯
 中國
歐洲空間局
 日本
 印度
 羅馬尼亞
 烏克蘭
退役
 美國
蘇聯/俄羅斯 蘇/俄
 中國
 日本
歐洲空間局
 印度
 英國
 法國
 北韓
 南韓
 巴西
 德國
 伊朗
已取消
 美國
蘇聯/俄羅斯 蘇/俄
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