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这都是国家实力的象征。
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本视频发布于2021年3月16日，播放量已超18万
精彩呈现：
大家好，我是中国科学院国家空间科学中心的周炳红。
我是90年代在中国科学技术大学学习力学，科大在1958年最早创办的时候，这个系叫“近代力学系”，可以说就是为了研究火箭和导弹而设立的，第一任的系主任就是钱学森。他有很著名的一门课，就叫做《星际航行概论》，到我上大学时，这门课已经没了。那么大学毕业后，我就保送到科学院力学研究所，进行微重力流体力学理论研究。
2007年，我回国到科学院国家空间科学中心工作，刚好我们国家要进行探月工程，运载火箭就需要优化改进。微重力滑行时间比原来更长，从1000多秒延长到2000秒，刚好就要用到微重力流体力学的专业知识。运载火箭研究院就找到我们解决这方面的技术难题。这些知识后来就用到了长征二号、长征三号、五号和七号的技术改进以及优化设计上。
我们国家最近的嫦娥5号登月工程以及天问1号探火任务，还有马上要开展的空间站建设，都要用到长征5号火箭来发射。我参加了长征5号一级火箭和二级火箭级间分离时序的设计，以及上面级火箭长时间微重力滑行优化设计的研究工作。也就是所有的火箭发动机都关机的时刻，推进剂的流动和传热规律的研究，也就是保证推进剂附着在火箭储箱的底部，不要飘起来，并且有足够的压力，这样让火箭的主发动机能够点火成功。当然后面的重复使用运载火箭，载人登月火箭，还要继续用到和发展这些技术。
二次世界大战期间，1944年德国就将有控的弹道式液体火箭，也就是V-2导弹用于战争，他们从德国发射，发射到了英国的伦敦，这是第一个现代科学意义上的火箭。
那么二次世界大战结束以后，美国和苏联应该说是瓜分了德国，把德国分成了东德和西德。当然火箭技术也被美国和苏联瓜分了。美国是得到的人，也就是后来载人登月，阿波罗工程的火箭专家冯·布劳恩。苏联得到了一些图纸资料，还移送几千名德国工程师、技工以及他们的家属到苏联境内。然后美国和苏联就疯狂地造火箭，它用来干啥？主要就是用来发射和投送原子弹，也就是洲际弹道导弹。
那么中国呢？中国也有一个人，他去了美国留学，那就是钱学森。他是作为美国空军顾问团的顾问，被派到了德国。去审问火箭专家冯·布劳恩。他后来回到了中国，被称为我们中国的火箭之父。带领中国，研究和设计了一系列的运载火箭。
现在大家提到火箭都会想到航天运载火箭，那么它到底有什么用处呢？
运载火箭主要用来发射卫星、探测器和载人飞船，和洲际弹道导弹的区别，是速度会更高一些，超过第一宇宙速度，可以环绕地球飞行。那么弹道导弹的飞行轨迹就跟卫星和飞船不一样，它是一个抛物线形式的弹道，不到第一宇宙速度，速度低于7.8公里每秒，它一般飞行几千公里，或者是一万多公里，还会再掉到地球上来。
这里要讲到的就是，东风5号就是一种大型的洲际弹道导弹。我们经常在国庆节庆典上都能看到，它经常是在最后一个方阵出现，因为它是一种战略洲际导弹，是一种战略武器，是我们国家安全的最大的保障。
那么它用到的推进剂，就是当时钱学森他们时代选择和设计的，这种推进剂，它其实是剧毒的，但为什么还要选择它呢？就是因为它常温可以储存。那么它在作为武器使用的时候，意味着我们需要发射的时候，它就可以随时发射，不用临时来加注推进剂。
那么在东风5号的基础上，改装就可以发展运载火箭，也就是我们的长征二号运载火箭，那么它的功能就是用来发射近地轨道，也就是从几百公里到一千里左右的近地轨道的卫星，通过横向的捆绑，还有纵向的加级，就可以形成不同的系列火箭，具备不同的用途。
比如长征二号E火箭，就是在长征二号的基础上加4个助推器，这样它的运载能力就更强，可以发射更重的近地轨道卫星。
还有长征二号F，就是在长征二号E的基础上，再加上一个上面的逃逸塔，这样就可以增加它的安全性和可靠性，可以从95%提高到99.9%。
那么再进一步改进，在长征二号的基础上，再增加一个第三级。现在我们用的多数是氢氧火箭，也就形成长征三号甲系列火箭，它是用于发射更高轨道的卫星，也就是地球同步轨道卫星。我们如果抬头去看卫星的话，它就静止在我们头顶的上空，赤道的上空。
长征三号甲再通过横向的捆绑，就长征三号乙和长征三号丙运载火箭，它们的运载能力更大。我们行业里有一句话就叫做“火箭的运载能力有多大，航天的舞台就有多大。”
随着航天的进一步发展，就需要提高火箭的运载能力。那么我们国家就发展了主要以长征5号为主的新一代运载火箭，它跟以前的常规运载火箭不同的是，它的推进剂变了，变成了液氧煤油发动机，还有氢氧发动机，它不再使用四氧化二氮、偏二甲肼这种剧毒的推进剂，应该说它更绿色环保了。
当然还有更重要的一点，长征5号的运载能力更大了，它的近地轨道运载能力从以前的10吨左右提高到了20吨左右，翻了一倍。所以长征5号可以用来发射，我们马上要发射的空间站。还有通过两款液氧煤油发动机和氢氧发动机的不同组合，就形成了长征6号、长征7号和长征8号运载火箭。
长征6号是一个比较小的运载火箭，在上海8院研制。那么长征7号它将来可以取代我们的长征三号系列运载火箭，长征8号主要是要发展可重复使用技术，将来可以以更低的成本来发射卫星。
那么大家也很关心的还有一个，我们载人登月的火箭，现在大家叫长征9号，最近也公布了它的进展。那么长征9号运载火箭就会要用到更大推力的液氧煤油发动机，是500吨级，这个发动机最近也进行了冷试车，它主要是用来进行以后的我们国家的，像载人登月，甚至载人登火，这些大型的深空探测任务和载人航天任务。
那么还有一个问题，为什么一定要推动运载火箭技术的进步？
第一个，它可以用来改善我们人类的生活。最主要就是它可以发射各种各样的卫星，比如我们要用到的北斗导航卫星，还有我们对地观察，可以用来拍照，形成我们的地图，这样我们就有手机里面的导航地图，它可以发射同步轨道卫星，可以用来通信，还有用于天气预报的气象卫星，这些卫星都可以改善我们地面的生活。还有就是，以后要发展航班化的载人运输这种火箭。比如现在美国SpaceX的星舰飞船，将来就可以实现从纽约到上海一个小时就可以飞到。
第二个方面，运载火箭技术是一个国家实力的象征。
历史上，从苏联发射第一颗人造卫星，它就可以实现每天绕过美国，从美国上空，每天要经过几十次进行航天侦察。当时美国总统就说，他说“从今天起，我们天上的太空已经不一样了。”就是因为有苏联的卫星从他们白宫上面飞过，所以后面苏联在载人航天又进一步领先的情况下，美国人决定实施阿波罗载人登月工程，这都是国家实力的象征。
90年代，我们国家的火箭和航天事业处于低潮，那时候外资企业，就是那些卖牙膏、卖香皂的，都开着空调大巴停在火箭研究院的门口，来挖航天的人才。我也讲到一个我在法国发生了一个故事，2005年，我当时在法国CNRS，也就是法国的国家科研中心，在那边工作，在马赛。
2003年那时候，我们国家的杨利伟航天员上天。那天早上我的同事，包括法国人，还有阿拉伯人，他们拿着新闻报纸就来找我。他说你们今天杨利伟上天了，我们看到这报纸上有很多的报道，他很惊讶的发现，第二版看到了我们上海浦东的照片，他说原来你们中国这么好，我们原来看到的根本不是这些东西，都是我们牛耕田和解放军穿的破烂的军装解放西藏的图片。他说他们经常看到的是这些，接下来就问我，我们中国还有哪些好玩的东西。
我想说的是，西方国家的普通公众能注意到我们国家的强大，就是因为有了我们的载人航天，给我们所有的产品都做了一个非常好的广告。他们接下来就问我，我们中国还有哪些好玩的东西？
说到这个，特别是我们将来马上要进行的重返月球，美国重返月球，我们国家的空间站建设以及很多的重大的航天任务，都是要世界上各个主要的大国来争这个“世界第一”。
比如美国的重返月球计划，它其中有一个很重要的政治目标，要让世界上第一位登上月球的女性航天员，要保证是美国人，这是他们重要的一个目标。
可以想象未来中国和美国还会在其他方面进行竞争，比如“哪个国家的航天员能够在月球生存最长的时间？”“谁能够最先在月球生存两周以上？”“在空间站上能够生活500~600天”，现在只是三四百天，这些都是大国实力竞争的一些可以想象的一些具体指标。
那么第三个方面，航天运载技术也是关乎我们人类未来的命运，这个并不是天方夜谭。不但地球的资源会匮乏，还有小行星也可能撞击地球。那么现在科学家基本上都认同，6500万年前恐龙的灭绝，就是一颗大概直径10公里的小行星撞击地球引起的。那么现在各个国家也在研究，用火箭来发射一个撞击器，去偏转能够对地球造成威胁的小行星，或者用原子弹把这个危险的小行星直接炸碎。
那么我和我们的同事李明涛等人去年提出了一个以石击石的概念，我们可以用火箭发射一个飞行器，在危险的小行星边上，那个危险的小行星现在叫阿波菲斯。在它边上先抓一颗小的行星，或者是先抓一颗10米大的一颗石头，把它抓起来以后，再去撞击阿波菲斯，那么这个偏转效果就可以提高10倍以上。
那么从长远看，我们人类已经从非洲走向了世界各地，未来肯定还会不断的开拓新的边疆，人类未来终将冲出地球，移民宇宙。说了这么多，火箭技术这么重要，那么下一集我们就来给大家讲讲怎么造火箭吧？
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作者简介：周炳红，中国科学院国家空间科学中心研究员。
背景简介：袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）
责任编辑：祝阳
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