“大火箭”基地科考记

2017年3月14日，对科学界来说，这是一个特殊的日子，因为这一天是爱因斯坦的生日；对于科普创客来说，这也是一个特殊的日子，因为这是“与院士一起做科普”的“十佳科普创客”赴“神秘科考基地”考察学习的日子。

一大早，科普创客的一等奖与人气奖获得者等一行人在北京市科协信息中心主任张晓芸的带领下坐上了大巴，奔赴“大火箭”基地进行科学考察与学习。

在接待大厅，天津航天长征火箭制造有限公司工作人员向科普创客们介绍了长征火箭的基本情况，长征火箭是一个大家族，其中长征五号是我们中国的新一代大火箭，个头最高，体型最胖，俗称“胖五”，它是在全国各地生产，然后汇集到天津进行总装测试，最后运送到海南进行发射的大火箭。

我们国家传统的火箭发射场都在西部，一个在甘肃酒泉，一个在四川西昌，但是，长征五号火箭却只能在海南文昌新建的火箭发射场才能发射。为什么胖五只能运送到海南才能发射呢？原来这是因为胖五体积大，铁路涵洞宽度有限，无法采取铁路运输，所以采取海运，又因为海南岛的纬度低，发射火箭可以节省很多燃料。长征五号全箭总长56.97米，起飞质量869吨，具备近地轨道25吨，地球同步转移轨道14吨的运载能力，与国际上主流火箭的运载能力相当，将大幅提升我国自主进入空间的能力，是我国由航天大国迈向航天强国的重要支撑和显著标志之一。

长征5号中间的芯级火箭直径达到了5米，而周边还有四个直径为3.35米的助推器。

长征5号大火箭除了最上面的一段是整流罩以外，下面的部分全部是燃料贮箱。整流罩里面包裹着卫星，相当于是卫星的外套，到了太空中，卫星脱掉这个外套以后就可以遨游太空了。而燃料贮箱就好像汽车的油箱一样，只不过汽车的油箱里装的是汽油，而长征五号的燃料贮箱里装的是液氢与液氧。液氢的温度是零下252度，密度大概是水的密度的80%。液氢是非常容易气化的液体，因此火箭的外面还包裹有绝热保温材料——就像80后小时候吃冰棍的时候，会看见装冰棍的箱子外面都包裹着棉被那样。如果液氢发生泄露，则存在爆炸的风险，整个胖五肚子里存储有大量的液氢，一旦泄露发生爆炸就有非常巨大的杀伤力，因此燃料贮箱的密封性非常重要。

液氢与液氧通过火箭发动机燃烧，会产生无毒无害的水蒸气，同时产生巨大的推力，把几百吨重的长征五号火箭推送到外太空。

那么，如此庞大的火箭是怎样组装出来的呢？

工作人员带领大家开始了实地参观考察。

大家首先参观了长征火箭的总装测试厂房，在那里可以看到长征火箭被分成好几段，平放在地面上，因为是国防基地，这里不能拍照。但科普创客们都是第一次看见躺在地上分成好几段的火箭，火箭内部的火箭发动机与燃料贮箱“赤果果”的展现在科普创客门眼前，大家都有了“庖丁解牛”的感觉。

把火箭总装起来，就可以发射了吗？

当然不是！

因为火箭不像汽车，可以在实际道路行驶过程中测试它的各种性能。对火箭性能的测试只能在模拟实验室里进行。

长征五号的模拟实验室是在航天702所的一幢93米高的大楼（这个大楼只有一层，可以让火箭竖立在里面，专业点的说法是“这是一个全箭振动塔”）。在全箭振动塔工作的孙老师告诉科普创客说，这里是亚洲最大，世界第二的火箭模拟实验室。

在这里，可以进行火箭的动态的测试。通过给火箭输入不同频率的振动来模拟火箭的特性。通俗一点说就是，“如果你在火箭飞行过程中踢火箭一脚，火箭会做出什么反应。”这个需要在地面模拟实验室里得到相应的数据，然后找出真正的答案。地面试验的摸拟飞行秒状态有限，通过不同秒状态外界载荷加给飞行器可了解飞行器的响应，以便改进结构及飞行进程，最终目标不变。对于火箭上天后的任意秒状态不用试验了也算得出了，加上此飞行时刻的载荷就可知道火箭的响应！

孙老师还向科普创客们介绍了航天702所模拟实验室中进行的静力学实验，通过测量火箭在静压力下的反应来预测火箭的刚性。

孙老师介绍说，航天702所模拟实验室还有整流罩分离试验，这是通过爆炸的方法来检验整流罩能不能顺利打开的一个关键性试验。

航天702所积极推进军民融合，将航天级试验测试技术运用于民用测试领域，在风电行业，可进行100米级全尺寸叶片疲劳试验、叶根预埋螺套疲劳试验、变桨系统、主控系统环境可靠性试验、全尺寸叶片结构测试系统集成等，多项试验及试验设施填补了国内空白，得到了国际认证机构认可；在铁路领域，702所为高铁提供系统级环境试验系统，并为我国高铁全面进行了振动、冲击、疲劳等大量试验，成为我国民用产品技术发展和提高的坚实后盾。

最后，孙老师带领科普创客们坐电梯来到全箭振动塔最高层，在那里，孙老师说：“在这里，看到我们国家的长征五号矗立起来，心中涌动这一种自豪感，也有了扬眉吐气的感觉，要知道，100年前，我们中国人可是被称为东亚病夫的，我们是‘华人与狗不得入内’，现在，看到长征五号矗立在这里，我想你们也能感觉到我们中国人是真正站起来了，我们应该站起来！”

参观完全箭振动塔，科普创客们还参观了长征火箭燃料贮箱的生产车间，车间工作人员向科普创客们介绍了贮箱焊接装配的工艺流程。巨大的燃料贮箱是用来装液氢与液氧的，这并不是整体成形，而是一片一片焊接起来的，犹如搭积木一样，装配工人钻进巨大的燃料贮箱进行工作，看见科普创客们过来，从狭小的入口出探出脑袋来热情得打招呼。科普创客们看见这些工人如此努力的工作，内心深处都觉得，正是这些勤勤恳恳憨厚朴实的工人，靠自己的双手拼接起了”胖五“，他们也支撑起了大国的崛起！

但是，真正工作起来，可不能只靠爱国热情，同样需要一个国家的综合工业与科技水平作为支撑。在大火箭的生产上，其中一个核心的技术问题是怎么样才能发现燃料贮箱有没有泄露点呢？这可不能靠人的眼睛，而需要使用高科技的手段。一般有两种办法，一种是使用x射线扫描焊缝，看看有没有泄露点，因为x射线天生就有透视眼；另外一种方法是在整个燃料贮箱里充满氦气，然后用氦质谱仪器在焊缝周围扫描，如果测量到氦元素，则说明有泄露——因为大气中是没有氦气的，氦气肯定是从燃料贮箱里跑出来的。

看吧，如此高大上的“胖五”，就是这样一步一步生产出来的，正是因为有了那么多踏实工作的科技工程人员以及那么多高技术的手段，我们才能在中国人自己的工厂里生产出中国人自己的大火箭来。

参观结束后，科普创客们还与航天人进行了亲切的座谈。他们向科普创客们介绍了厂区建设初期四周里遍布芦苇的故事，讲述了陪伴胖五坐船从天津去海南的故事，也回忆了在寒冷冬夜里做爆破实验冻僵双手的故事……这些故事有泪有笑有天有地有情有义有你有我……这不仅仅是胖五的故事，这是新一代航天人的精神风貌与人生故事！

来源：蝌蚪五线谱