Ngày 23 tháng 7, tên lửa đẩy Trường Chinh 5 Yao-4 do Viện Công nghệ Tên lửa đẩy Trung Quốc thuộc Tổng công ty Khoa học và Công nghệ Hàng không Vũ trụ Trung Quốc phát triển và chế tạo đã đưa thành công tàu thăm dò sao Hỏa đầu tiên của nước tôi "Thiên Vấn-1" vào quỹ đạo đã định trước và nhiệm vụ phóng đã thành công hoàn toàn. Chúng ta hãy cùng xem xét bộ số liệu này để thấy "Fat Five" nỗ lực "chạy nước rút" như thế nào.
Ảnh chụp màn hình hoạt hình mô phỏng quá trình phóng Thiên Vấn-1 (do Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Hàng không Vũ trụ Trung Quốc số 5 cung cấp)
"11.2" - tốc độ nhanh nhất là 11,2 km/giây
Theo yêu cầu của nhiệm vụ phóng, tên lửa Long March 5 Yao-4 sẽ nâng tàu thăm dò sao Hỏa Thiên Vấn-1 và tăng tốc lên tốc độ hơn 11,2 km/giây, đưa tàu thăm dò trực tiếp vào quỹ đạo chuyển tiếp Trái Đất-sao Hỏa, bắt đầu hành trình tới sao Hỏa.
Tốc độ 11,2 km/giây là vận tốc vũ trụ thứ hai. Khi tàu vũ trụ đạt tới tốc độ này, nó có thể thoát hoàn toàn khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất và đi tới các hành tinh hoặc tiểu hành tinh khác trong hệ Mặt Trời. Vì thế, nó còn được gọi là "vận tốc thoát ly".
Khi tải trọng được phóng bởi tên lửa đẩy là vệ tinh hoặc tàu vũ trụ, tất cả chúng đều chuyển động tuần hoàn quanh Trái Đất. Tốc độ tối đa của tầng cuối cùng của tên lửa đẩy chỉ cần vượt quá vận tốc vũ trụ đầu tiên là 7,9 km/giây. Vận tốc vũ trụ cấp một là tốc độ phóng cần thiết để tàu vũ trụ thực hiện chuyển động tròn dọc theo bề mặt Trái Đất. Nó còn được gọi là "vận tốc quỹ đạo". Nếu tốc độ phóng thấp hơn tốc độ này, tàu vũ trụ sẽ quay trở lại bề mặt trái đất dưới tác động của lực hấp dẫn của trái đất.
Trước đó, khi phóng tàu thăm dò Mặt Trăng, tên lửa Long March 3B đã đạt tốc độ phóng hơn 10 km/giây. "Việc phóng tàu thăm dò sao Hỏa bằng tên lửa Trường Chinh 5 Yao-4 là lần đầu tiên một tên lửa của Trung Quốc đạt và vượt qua vận tốc vũ trụ thứ hai là 11,2 km/giây, đạt được tốc độ nhanh nhất trong số các tên lửa đẩy của nước ta", Li Dongjie, nhà thiết kế chính của tên lửa Trường Chinh 5 cho biết.
"42" - 42 đường ray phóng
Đối với các nhiệm vụ phóng chung, cửa sổ phóng chỉ yêu cầu thiết kế một quỹ đạo phóng tên lửa. Tuy nhiên, lần phóng tàu thăm dò sao Hỏa này lại khác. Nếu so sánh việc phóng với việc luyện tập bắn mục tiêu, thì việc luyện tập bắn mục tiêu khi phóng một tàu thăm dò không gian sâu cũng giống như bắn vào một "mục tiêu di động" vì vị trí tương đối của Trái Đất và Sao Hỏa liên tục thay đổi. Chỉ bằng cách liên tục điều chỉnh quỹ đạo phóng, tàu thăm dò mới có thể đi vào quỹ đạo chính xác hơn và tiết kiệm nhiên liệu trong quá trình hướng đến sao Hỏa.
Để đạt được mục đích này, nhóm nghiên cứu và phát triển đã thực hiện thiết kế “nhiều quỹ đạo cửa sổ hẹp” tinh chỉnh cho quỹ đạo phóng tên lửa. Theo tính toán về cửa sổ phóng sứ mệnh, lần phóng này có thời gian là 14 ngày liên tiếp và độ rộng của cửa sổ phóng là 30 phút mỗi ngày. Để chính xác hơn, các nhà phát triển đã chia khoảng thời gian phóng 30 phút thành ba khoảng thời gian, mỗi khoảng thời gian 10 phút và thiết kế quỹ đạo phóng cho mỗi khoảng thời gian. Nghĩa là, tên lửa được thiết kế bay theo ba quỹ đạo mỗi ngày. Tổng cộng có 42 quỹ đạo phóng được thiết kế trong khoảng thời gian 14 ngày, giữ độ lệch quỹ đạo trong phạm vi rất nhỏ.
Vương Giác, chỉ huy trưởng tên lửa Trường Chinh 5, cho biết việc thiết kế nhiều quỹ đạo phóng như vậy cho một lần phóng duy nhất là chưa từng có trong lịch sử phóng tàu vũ trụ của Trung Quốc. Đồng thời, lần phóng này cũng đạt được khả năng chuyển đổi quỹ đạo phóng tự động lần đầu tiên, việc chuyển đổi và lựa chọn quỹ đạo phóng tự động có thể thực hiện thông qua phần mềm.
"35" - 35 cải tiến về độ tin cậy
Các hệ thống khác nhau của tên lửa Trường Chinh 5 tiếp tục thực hiện công tác "ba phân tích lại" là thiết kế lại và kiểm tra lại, kiểm tra toàn diện tính chuẩn hóa và hiệu quả của các công tác khác nhau từ các khía cạnh như kế hoạch thiết kế, sản xuất và chế tạo sản phẩm, cũng như kiểm soát vận hành và quy trình. Thông qua những cải tiến về công nghệ, độ tin cậy vốn có của tên lửa có thể được nâng cao hơn nữa.
Dựa trên tên lửa Trường Chinh 5Yao-3 và tên lửa Trường Chinh 5BYao-1, tên lửa Trường Chinh 5Yao-4 đã áp dụng tổng cộng 35 cải tiến kỹ thuật và dự án thay đổi nâng cao độ tin cậy, liên quan đến nhiều hệ thống như hệ thống điều khiển trên tàu, hệ thống đo lường, cấu trúc thân tên lửa, hệ thống tăng áp và phân phối, hệ thống năng lượng và hệ thống hỗ trợ phóng mặt đất. Nhờ những cải tiến và nâng cao độ tin cậy, tên lửa đã trở nên mạnh mẽ và đáng tin cậy hơn. Ví dụ, để cải thiện khả năng bịt kín của sản phẩm, các miếng đệm được thêm vào giao diện lắp đặt của các sản phẩm liên quan; để nâng cao độ tin cậy khi làm việc của sản phẩm, giữa một số van được bổ sung thêm bộ lọc; để đảm bảo sản phẩm hoạt động đáng tin cậy, phương pháp cố định dây cảm biến được cải tiến, v.v.
Một số cải tiến về độ tin cậy này chỉ "trong gang tấc". Ví dụ, buồng đẩy của động cơ trong hệ thống năng lượng phụ trợ làm tăng chiều dài mao dẫn thêm 1 mm; và đường kính của lỗ nạp đạn trong một bộ phận đánh lửa nhất định đã giảm đi 1 mm. Đằng sau những thay đổi tinh tế này là thái độ và sự theo đuổi sự hoàn hảo của những người làm việc trong ngành hàng không vũ trụ.
"120+" - phân tích và xác nhận hơn 120 chỉ số hành động bay quan trọng
Nhóm phát triển tên lửa Trường Chinh 5 coi "phân tích đóng và xác nhận các chỉ số hành động bay quan trọng" của tên lửa là công việc phân tích đặc biệt và tiến hành kiểm tra đóng các chức năng của sản phẩm và hệ thống cũng như các chỉ số hiệu suất đối với các hành động chính và các liên kết quan trọng ảnh hưởng đến sự thành công hay thất bại của chuyến bay, chẳng hạn như đánh lửa tên lửa, tách tên lửa đẩy, tách vỏ bọc, tách giữa các tầng và tách tàu tên lửa.
Nhóm phát triển đã áp dụng ý tưởng "chuỗi sự kiện bay" và phân loại toàn diện các sản phẩm liên quan theo chuỗi truyền tải vật lý của quá trình thực hiện chức năng hệ thống. Đối với các sản phẩm được phân loại, dựa trên phân tích lỗi chức năng, họ đã xác định các thông số thiết kế chính của sản phẩm và tiến hành phân loại các thông số thiết kế chính theo các khía cạnh chức năng, hiệu suất, khả năng thích ứng khi lắp đặt và bảo vệ. Lấy khả năng thích ứng với môi trường làm ví dụ, đối với cáp trên mũi tên, chúng ta cần chú ý đến vị trí lắp đặt cụ thể, liệu có cung cấp biện pháp bảo vệ hiệu quả hay không, liệu các đầu nối có bị ngắt kết nối bất thường trong môi trường rung động hay không và các chỉ số cụ thể khác.
Sau khi vào địa điểm phóng, nhóm phát triển đã xác nhận lại việc đóng các chỉ số chính dựa trên trạng thái cuối cùng của sản phẩm và kết quả thử nghiệm để đảm bảo rằng từng liên kết chính hoạt động bình thường.
"50000+"——Hơn 50.000 đánh giá và xác nhận chất lượng mối hàn
Chất lượng mối hàn ảnh hưởng trực tiếp đến việc thực hiện các chức năng và hiệu suất của sản phẩm liên quan, đặc biệt là một số mối hàn quan trọng trên cấu trúc thân tên lửa, đường ống dẫn khí nén và các cấp độ khác nhau của động cơ tên lửa. Những mối hàn này không chỉ có số lượng rất lớn mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sự thành công hay thất bại của vụ phóng tên lửa. Kiểm soát chất lượng mối hàn luôn là một trong những khâu quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng sản phẩm tên lửa đẩy.
Là tên lửa đẩy lớn nhất và phức tạp nhất của đất nước tôi, Long March 5 có hơn 50.000 mối hàn các loại, phần lớn là mối hàn Cấp độ I. Nhóm nghiên cứu và phát triển đã tiến hành kiểm tra phạm vi 100% và xác nhận chất lượng mối hàn thông qua nhiều phương pháp kiểm tra khác nhau như chụp X-quang, thử độ kín khí thủy lực, kiểm tra khối phổ heli mối hàn, kiểm tra huỳnh quang, kiểm tra màu bề mặt, kiểm tra siêu âm, kiểm tra thâm nhập dầu hỏa và kiểm tra cắt mẫu thử. Trong số đó, mối hàn của sản phẩm động cơ cũng được đánh giá thử nghiệm hiệu chuẩn. Sau khi kiểm tra, thấy rằng chất lượng tất cả các mối hàn trên tên lửa Trường Chinh 5 Yao-4 đều ổn định và đáng tin cậy, có thể đáp ứng các yêu cầu về bay của tên lửa.
