火箭“微课堂”

　　 　一、为什么发射“天问一号”非“胖五”莫属？
　　简单来讲，就是火星很远，探测器很重，只有“胖五”才能把它送过去。
　　发射深空探测器，需要运载火箭提供足够的发射能量，使探测器获得足够大的初始速度。在分离速度确定的条件下，重量越大的探测器，所需要的发射能量也越大。
　　“天问一号”探测器由环绕器（也叫轨道器）、着陆器和巡视器（又叫火星车）组成，重量达到5吨左右，需要由运载火箭先送入地火转移轨道，才能“飞奔”至火星。
　　在“胖五”问世之前，当时发射深空探测器能力最强的长征三号乙火箭，可以将2吨左右的探测器送入地火转移轨道，而“胖五”的地火转移轨道发射能力超过5吨。因此，发射“天问一号”这样的火星探测器，只有“胖五”能够胜任。
　　二、“胖五”如何把探测器送去火星？
　　“胖五”将首次飞出11.2千米/秒的第二宇宙速度，托举“天问一号”火星探测器完全脱离地球引力，进入地火转移轨道。随后“胖五”功成身退，火星探测器将独自奔向火星。
　　第二宇宙速度也称为逃逸速度，达到这一速度的航天器将成为围绕太阳运行的人造行星。“胖五”与探测器分离时，火箭末级的速度将超过第二宇宙速度，成为人造行星。对于探测器而言，“胖五”提供的发射能量（分离时探测器动能和势能的总和）将是它飞往火星的主要能量来源。这场漫长的奔火之旅，约历时7个月的时间，其间探测器还需要经过中途修正，修正轨道偏差。
　　探测器到达火星附近时，将实施制动“刹车”，被火星的引力场所捕获，进入周期约10个火星日的环火椭圆轨道，再择机实施轨道机动，进入周期约2个火星日的椭圆停泊轨道，完成着陆区预先探测和着陆点调整后，择机释放着陆巡视器。环绕器随即进行轨道调整，进入中继通信轨道。
　　着陆巡视器与环绕器分离后，进入火星大气，通过气动外形、降落伞、反推发动机等多级减速和着陆腿缓冲，软着陆于火星表面。随后巡视器与承载平台分离，在火星表面开展巡视科学探测。
　　三、“胖五”发射后的残骸如何回收？
　　运载火箭将卫星或飞船送入太空，是一个自我牺牲的过程：“肢体”完成加速使命，一节节地分离之后，有的进入更遥远的太空，有的坠入大海，有的坠落地面。火箭飞行过程中掉下来的部分称为残骸。
　　实际上，火箭残骸包括很多种类。
　　部分残骸在火箭发射后几乎马上就会重新返回地面，甚至在火箭刚开始呼啸震动时就开始“掉渣”“掉残骸”。这通常是保温泡沫或结的冰。
　　大部分火箭的二级或三级往往会飞得更高，它们实际上已经进入了太空。如果星箭分离时处于低地球轨道，那么靠近大气边缘的气体足以造成阻力，拖拽着火箭二级不断减速、降低轨道高度，使其在一段时间以后再入大气层。不过大家不用担心这部分火箭造成的威胁，它们进入大气层时速度很大，会与大气层空气剧烈摩擦而焚烧殆尽，宛如流星在天空中划出一道美丽的弧线。
　　我们常说的残骸都是指火箭的大残骸，以我国载人航天所使用的“神箭”长征二号F运载火箭为例，在发射后3分钟内，火箭的逃逸塔、助推器、一级火箭、整流罩等重要组成部分会相继程序分离，由于上升的高度不高，很快就坠落回地面了。我国三大传统发射场——酒泉、太原、西昌都位于内陆，每次发射后都需要回收这一批残骸。
　　火箭发射前一周，负责残骸回收的工作组就会奔赴落区。火箭的落区是经过轨道设计的，会避开城市、景区等人员密集地区和各种重点建筑、设施，大多选择在地广人稀的偏远山区或大漠戈壁。
　　火箭升空前一小时，落区上空会响起防空警报，工作组将所有人全部疏散到空旷、开阔的场地，确保人员生命安全，并在火箭发射升空后，做好对空观察，及时避让火箭残骸。
　　火箭残骸划过天空，落入提前计算出来的预定区域。工作组会利用声音、定位系统、地形图等预判落点位置，并通过前方观察哨确认残骸具体落点，组织人员对残骸现场进行保护。残骸回收分队会第一时间赶赴残骸落点，组织技术人员清理残骸上的火工品和剩余燃料，然后对残骸进行切割、分解、回收。
　　不过，“胖五”却有所不同。中国文昌航天发射场位于海南省，我国新一代的大型中型火箭（“胖五”、长征七号火箭）就在这里发射。每次发射的火箭残骸直接坠入公海，不会造成任何威胁，所以也就不用回收了。