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卫星与网络 （原文刊登于《卫星与网路》杂志2012年5月） 胡锦涛主席曾指出：伟大的精神推动伟大的事业。而正是在航天精神的鼓舞和塑造下，像龙乐豪这样的航天人创造了一个又一个奇迹。 少年立志 长征三号是和龙乐豪的名字联系在一起的。 作为中国大型主力火箭，长征三号以及长征三号甲、乙、丙承担着发射各种通信卫星、地球静止轨道气象卫星和北斗导航卫星的重要任务。全世界只有五个能自主研制此类火箭的国家。作为研发团队中的核心人物，龙乐豪是如何从一个农家子弟成长为长征三号甲系列火箭总设计师的呢？ 早在少年时期，龙乐豪就立下了报国的志向。1938年，龙乐豪出生于一个农民家庭，在日寇横行大肆抢掠中国百姓的战乱中度过了少年时期。一次，为了逃避日军的扫荡，年幼的龙乐豪藏在了高粱杆垛里，躲过了日本鬼子的刺刀，逃过了一劫。 从那时起，龙乐豪的心里就产生了一个朦胧的念头——保家卫国，让同胞不再受外敌欺凌。 用龙乐豪的话说，他是位“从小长在牛背上，从‘牛背上’走下来”的火箭总设计师。小时候，他的大部分时间都用来帮家里做农活、放牛了，在解放后，才有了读书的机会。 战乱时期的记忆，使龙乐豪很早就意识到，只有国防强大，国家才能安定，人民才能安康，并由此产生了深深的国防情结。 读高中时，龙乐豪加入了中国共产党。毕业后，被保送到上海交大。1956年，由于沿海地区有发生战争的危险，上海交大西迁到西安，也就是如今的西安交通大学。从此，龙乐豪踏上了国防之路。 相伴火箭 1963年大学毕业的龙乐豪被分配到国防部五院。当时，中国正在实施“两弹一星”工程。 据龙乐豪的回忆，当时他对星箭的概念还非常模糊，只看到过纸面上的图形，没有见过实物，更没有教学实习之类的内容。只有在1962年底，在到沈阳某厂毕业实习参观防空导弹展示时，他才接触到了导弹自动驾驶仪及导弹核心控制设备等。 当时的科研和生活条件都很艰苦，青年科技工作者六七个人住一个套间，但他们却乐在其中，通力合作、心无旁骛地搞研究。即使是在礼拜天，他们也少有休息，基本上每天都要工作十几个小时。为了一个共同的信念，他们加班加点地工作着。 1969年，美国实现了“阿波罗”登月计划，不由得让龙乐豪感叹于美国的科技实力。在两千年前，中国就有嫦娥奔月的神话故事，但在登月计划上，美国却毫无疑问地领先了一步。当时的中国并不具备这种能力，还需要航天科技工作者从现实出发、从头做起、踏踏实实迈出第一步。如果要成功登月，最先决的条件是必须拥有大运载能力的运载火箭，不过当时中国的航天科技还没有发展到可以研制运载火箭的程度，必须先把最基础的近程导弹研制出来，再一步步向前推进。中国的嫦娥一号、嫦娥二号等的成功登陆都是扎扎实实一步一步走出来的。而龙乐豪是每一个成功过程中的积极参与者与伴随者之一。 龙乐豪去年曾在《航天报》发表文章《关于中国载人登月工程的发展战略研讨》。文中，龙乐豪就中国和美国的航天可以做出了比较，认为今天的中国和美国40年前启动阿波罗工程时相比，经济实力和技术条件已有超越，如果中国人要实现战略登月，技术问题已不再是障碍。（原文刊登于《卫星与网路》杂志2012年5月） 剑指长空 长征三号是当前中国的第一型高轨道运载火箭，也是中国航天乃至国家科技实力的象征之一。龙乐豪从上世纪70年代开始，出任长征三号火箭的总体主任设计师。 运载火箭作为复杂的机电综合体，其研制对所有国家来说都是高难度的工程。龙乐豪是如何把它从图纸变成“飞天神器”的呢？ 龙乐豪回忆，研制长征三号时，曾遇到过不多技术难题。最大的难题是研制低温推进剂，这是高轨道运载火箭最基本的、基础的东西。而当时国内积累很少，或者说基本空白。低温推进剂用在火箭的第三级上，是液态氢氧。液氢氧的沸点很低，液氧是零下约182度，液氢的沸点是零下约252度左右。为了防止液态氢氧结冰，储箱里不能有空气和氮气等杂质。如果混入将导致结冰，就会产生渣子，会导致储箱爆炸。因此，只能用氢气和氦气置换或增压。而当时科研人员还没有掌握氦气的低温物理性能，只能一点点摸索。因此，当时的基础研究难度很大。但龙乐豪带着科研团队，凭着一股不破难关不罢休的精神，突破了这个难关。 除了低温燃料，还有很多困难在等着龙乐豪的团队。譬如 发动机的“次同步振动”问题，因为它会导致发动机有爆炸，有很大的危险性；还有动力系统试车中的“缩火现象”等等。经过包括总体、发动机专家们在内的研制队伍不断摸索、改进，最终攻克了这些技术难题。 经过多年努力，1984年1月，长征三号终于要试飞了。龙乐豪很想亲临现场，看着自己倾注了无数心血的火箭飞向天空。然而，作为指挥室的一号指挥员，他必须坚守在自己的岗位上。每当指挥发射完毕后，他走出山洞时，火箭已经飞到了很高的地方，天气好的时候还能看到一个小点，天气不好时就只能听到半空中传来的轰鸣。所以每次发射前半个小时，龙院士都会围绕火箭转一圈，暗暗向它告别。不过龙乐豪最终还是等到了亲临现场的机会，2012年3月，包括龙乐豪在内的火箭研发者们被请到观礼台上，亲眼观看了火箭升空的壮丽场面。 末速调节的意义 龙乐豪曾为中国第一代洲际导弹研制过末速调节方案，至今仍在沿用。与国外的洲际导弹相比，这个方案有什么特点呢？ 龙乐豪介绍说，末速调节的意义在于，发动机关机前的推力很大，关机时不会立刻变为零，仍有燃料在燃烧，因此需要末速调节。具体的办法是用一种小推力发动机，使发动机的燃烧速度逐渐减慢，以便达到关机的需要。具体到工程实现，有液体小发动机等手段。这种手段在运载火箭和洲际导弹上是基本通用的，因此一般说来，一个国家能够发射地球高轨道卫星，那么它的战略导弹也就呼之欲出了。 虽然末速调节的原理是相同的，但要结合自己国家的具体情况，尽量把火箭搞得小巧玲珑又简单又可靠。中国火箭调速方案的特色，就是小推力、长时间滑行，由于它的存在使长征二号的二级火箭起到三级火箭的作用，这就是优越之处。 探索无止境 2010年龙乐豪在接受采访曾说，中国航天与国外的差距，一是缺少大运载能力火箭。二是发射准备周期长。2011年，中国的运载火箭发射频率已经达到了一个较高的水平。 但龙乐豪认为，目前运载能力的差距仍然存在。他希望在短时间内结束这种差距。他估计在2015年前后、长征五号升空成功后，与国外的差距也就随之缩小了。至于发射准备周期，已经由原来的40天左右缩短到20天之内，基本与国外接近。不过他也指出，俄罗斯和乌克兰联合研制的“天顶”号火箭发射准备周期只有3天，因此中国还需要再加快科研步伐。 谈到中国的航天发射频率，龙乐豪认为一年30次不多、20次不少，中国改革开放之前一年一般只发射一两次，有时还不到一次，随着技术的进步，发射频率将越来越高。 在大运载能力火箭方面，龙乐豪指出，长征五号这种大型火箭的难度非常大，火箭发动机经历了多年的科研和改进，总共完成了四个阶段的研制，也就是所谓的立项、方案、初样、试验阶段，在地面累计进行了3万多秒的试车，已开始交付运载火箭地面动力系统试车用的发动机。 龙乐豪介绍说，长征五号的近地轨道运载能力可以达到25吨，可以满足空间站的发射需要。但用于载人登月甚至登火星还是无能为力。 中国的运载火箭研制历程长达半个世纪，但从某些水平上来讲，仍存有不足，原因是没有根本性的技术创新，也就是推进技术没有原始创新。如果要想把人送到月球甚至更远的火星上去，必须用重型火箭，它的起飞重量不能小于3千吨级，运载能力大于100吨。以目前人类掌握化学推进技术还不能研制出一次发射直接将人送入火星的超大运载能力的重型火箭，这就需要后来航天人不断努力了。 在谈到美国“战神”系列火箭时。龙乐豪认为，“战神”系列充分继承利用了航天飞机的成熟技术，遗憾的是研制半途停滞。除没钱外，另一个原因可能是美国人喜欢创新，不愿将精力放在已经涉足过的月球上，而是想做更新鲜的事情出来。美国虽然取消了“战神1” “战神5”火箭，但还在研发SLS系统，这是一种一次性使用的航天运输系统，这种火箭不太重，体积也不大，美国计划第一步研发70吨左右运载能力的火箭，第二步研发130吨左右运载能力的火箭。在龙乐豪，美国的步子迈得还不够大胆。 无悔的人生 1960年代，航天科研的工作单位和性质要求高度保密。龙乐豪的母亲解放前就去世了，家中只有老父亲一个人。但他的父亲很清楚他的工作的重要性，从不多问。 火箭科研是危险的事业，很多人为此流血牺牲。龙乐豪也曾面对过这样的危险。长征三号发射前需要一个程序，就是将火箭固定在地面，除不让它起飞外，别的系统都工作，这叫动力系统试车。这是火箭升天前的重要步骤。第一次动力系统试车时，由于经验不足，连接器处的液氢泄露了。火箭第三级储箱里装有大约10吨左右的液氧、液氢，这无异于一个巨大的炸弹，一旦出现问题，周围几千米内的生命都会受到威胁。龙乐豪等近距离接触的人有什么后果，是不言而喻的。但他并没考虑过自己的生命安全，带队冲锋在第一线，经过一系列繁琐的整修工作，最终排除了危险。当时，龙乐豪的夫人也在现场，两人面对着同样的危险，却彼此心照不宣。或许，这就是航天人的精神，而正是在这种不畏危险报效国家的精神成就了龙乐豪无悔的一生。 胡锦涛主席曾指出：伟大的精神推动伟大的事业。而正是在航天精神的鼓舞和塑造下，像龙乐豪这样的航天人创造了一个又一个奇迹。 （原文刊登于《卫星与网路》杂志2012年5月）
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