第一节运载火箭
1.运载火箭的研制复杂性有多大
运载火箭的研制是一个复杂的综合性工程，组成运载火箭的系统分为好几个，如箭体结构、动力装置和控制系统等，这些系统之间既相互关联，又相互制约。例如，采用什么形式的动力装置必然涉及箭体结构的安排，而什么样的箭体结构又涉及如何控制的问题；反过来说，不同的控制系统方案又对箭体结构、动力装置等提出不同的要求。在研制过程中，各个系统的技术方案也必须反复协调，以达到满足运载火箭总体性能的要求。另外，参与运载火箭研制的机构有成百上千个，以“长征2号”运载火箭为例，当时参与研制的单位遍及全国20多个省市，总数达1000多个。它们之中有设计部、研究所、制造厂、试验站、火箭发射中心和地面测控中心等，还有元器件、原材料等物资供应部门以及基本建设部门。每个单位的工作、计划必须步调一致，按统一的程序、统一的进度有计划地进行。因此，运载火箭的研制必须按系统工程的原则来进行组织与管理。
2.什么是“一箭多星”发射
“一箭多星”发射就是用一枚运载火箭同时或先后将数颗卫星送入预定轨道。“一箭多星”的发射方式极其优越，主要表现在它能充分地利用运载火箭的运载能力、降低卫星发射成本，使相关联的多颗卫星保持密切配合等。
最早实现“一箭多星”的国家是美国。1960年，美国首次用一枚火箭发射了两颗卫星，第二年又实现了“一箭三星”，紧接着苏联又多次用一枚火箭同时发射8颗卫星。与此同时，欧洲航天局也掌握了将一颗卫星和一颗实验通信卫星同时送入太空的航天技术。我国是在1981年9月成功地用一枚“风暴1号”运载火箭同时将3颗“实践2号”卫星送入地球轨道，成为第四个独立掌握“一箭多星”发射技术的国家。如何才能用一枚火箭发射多颗卫星呢？目前为止，国际上“一箭多星”的发射常用两种方式：第一种是把几颗卫星一次送入一个相同的轨道或几乎相同的轨道上；第二种是分次分批发射，使每一颗卫星分别进入不同的轨道。换言之，运载火箭到达某一预定轨道速度时，先释放第一颗卫星，然后火箭继续飞行，到达另一个预定的轨道速度时，再释放第二颗卫星，依此类推，逐个把卫星送入各自的预定运行轨道。
3.第一个成功发射载人飞船的运载火箭是哪个
“东方号”运载火箭是发射世界上第一艘载人飞船的运载火箭。
1961年4月12日，它将乘坐这一飞船的加加林送入太空。
“东方号”运载火箭为二级液体串并联混合型多级火箭，由芯一级、4个助推器、第二级、级间段和整流罩组成。尾段装有4个三角形稳定尾翼。火箭全长38.36米，底部最大直径10.3米，起飞质量287吨，起飞推力大约4吨，可将4.7吨的有效载荷送入近地面轨道。火箭第一级用P7洲际导弹作芯级，并联4个助推器；芯一级长28.75米，直径2.95米，推进剂加注量为93.2吨，每个助推器长19.8米，直径2.68米。4个助推器加注量为158吨，第二级长2.98米，直径2.58米。火箭的推进剂为液氧和煤油，全箭推进剂高达257.1吨。
“东方号”运载火箭芯一级装有1台液体火箭发动机，它有4个固定的主推力室和4个游动推力室，每个助推器都装有1台发动机，每台发动机包括4个固定的推力室和2个游动的推力室。第二级装有1台真空发动机，1个主推力室。其关机分两步实现：先将推力下降45％，4秒后再关机。
“东方号”火箭安装有两套控制系统，其中一套装在芯级仪器舱内，为平台式惯性制导系统，另一套装在第二级上，是捷联式惯性制导系统。
有1个积分加速度表装在箭体纵向部位，用来测量飞行时轴向的运行速度。
在飞行的不同阶段，“东方号”火箭飞行姿态的控制方式也各不相同。在助推级和芯一级一起工作时，由4台助推发动机的8个游动推力室和芯一级发动机的4个游动推力室提供姿态控制力矩，4个尾翼起稳定飞行作用；当助推器分离后，芯一级单独工作时，由芯一级4个游动推力室控制飞行姿态；第二级飞行时，则利用涡轮废气为动力的4个小喷管控制姿态。
苏联曾用“卫星号”运载火箭发射了第一颗人造地球卫星，“东方号”运载火箭，就是以“卫星号”为基础改进发展而来的。它从1958年开始研制，1959年1月2日在拜科努尔发射场首次发射，载荷为“月球1号”探测器。此后，苏联对这一类火箭进行了较大的改进，转而发射卫星式无人飞船。1960年1月，苏联成功发射2艘无人飞船进行亚轨道飞行，接着又发射1艘无人飞船进行绕地飞行。
1961年4月12日，“东方号”运载火箭将人类的第1艘载人飞船送上太空。据了解，该火箭共发射了6艘“东方号”飞船、2艘“上升号”飞船。以后，主要被用来发射各种照相侦察卫星、电子侦察卫星、流星系列气象卫星等。一直到1991年年底，“东方号”运载火箭共发射162次。
4.运载火箭的地面试验及其作用是什么
一般情况下，为了确保运载火箭能够顺利进行发射，在发射之前要对火箭做如下几项试验：
（1）气动性能试验
该项试验也称风洞试验，它是在可行性论证和方案设计阶段，利用运载火箭的模型在不同类型、不同风速的风洞中吹风，来测量火箭总体或某一部分的气动特性参数，为运载火箭总体方案的设计和载荷计算、气动热环境计算、控制系统方案设计和防热结构设计等提供充足的依据。
（2）箭体结构试验
在方案设计和初样设计阶段，为了验证箭体结构设计是否合理、结构分析是否正确，以及对组成箭体的各个部分、组件的模样件或初样产品进行单独的或联合的试验。箭体结构试验包括静强度试验、动特性试验和热试验。静强度试验用来测定和研究箭体在静载荷作用下的应变特性、变形情况和承载能力等；动特性试验包括振动、冲击、噪声、液体推进剂等在贮箱中的晃动和火箭发动机、推进剂输送系统与箭体结构之间的纵向耦合振动等试验，用来研究和分析箭体结构的基本动力特性和在各种动力环境下箭体结构的耐力；热试验用来研究箭体结构在外载荷和热环境共同作用下的结构强度和刚度。
（3）发动机试车
发动机试车是工作量很大的一项地面试验，分模样发动机可行性验证试车、初样发动机性能和结构方案试车、试样发动机鉴定试车和批生产发动机验收试车等。一台性能稳定、工作可靠的发动机需要进行大量各种类型的地面试车才能研制出来。
（4）电子系统综合匹配试验
运载火箭上的各电子系统在同时通电工作的情况下，需要在地面将各系统放在一起进行联合通电试验，以此来检验系统本身的工作是否正常、是否协调、有无相互干扰。通过地面的综合匹配试验协调各系统产生的干扰，并为最终制定运载火箭的测试和发射程序提供依据。
（5）全箭振动试验
全箭振动试验又称火箭动力特性试验，它是指在初样设计阶段，用和真实火箭一样大小的振动试验火箭在振动试验塔中进行横向和纵向的振动特性试验，测量火箭箭体的振型、固有振动频率和结构阻尼系数等动力特性参数，为箭体结构、动力装置系统、姿态控制系统和载荷计算等提供依据。
（6）全箭试车
全箭试车，也称全箭全系统热试车。运载火箭在飞行试验前，需要先在地面全箭试车台上进行全系统工作的热试车，这种热试车与火箭飞行试验状态基本一致，目的是测量在火箭发动机工作的情况下，箭体各部分的动力环境参数，并检验箭上其他系统与动力装置系统工作的协调性。全箭试车时，箭上各系统的工作程序与飞行试验时完全一样，由箭上系统自主进行。
（7）火工装置试验
火工装置是运载火箭上广泛采用的一种装置。这种装置利用火药的能量，通过各种功能机构，完成运载火箭发射和飞行中所需要的一些特定动作与功能，如发动机的点火、动力装置系统阀门的开启或关闭、火箭飞行姿态的控制、多级火箭级与级之间的分离、整流罩的分离、安全系统爆炸装置的引爆和爆炸等。火工装置在工作时可靠与否，直接影响着运载火箭飞行的成败。因此，必须在地面对火工装置进行极为严格的试验。其试验的内容主要有：性能试验、鉴定试验、环境试验（如高低温试验、湿热试验、振动冲击试验、电磁环境试验等）和可靠性试验等。
运载火箭的地面试验有许多项目，内容也非常广泛，不同类型的运载火箭，其试验的内容和目的也有所不同。
5.运载火箭发射前要做哪些准备工作
在准备发射前，运载火箭首先要进入一个技术准备区的专用厂房。在这里对火箭上的仪器设备进行单元测试，即对仪器设备逐个地进行检查，检查它们的性能并精确测量各个参数。单元测试合格后还要进行分系统测试，它是在系统处于工作状态下，对系统内各仪器设备工作时的协调性和功能进行检查，并测量其工作参数。然后在各分系统之间进行匹配测试，检查系统之间的工作是否协调匹配。最后进行所有系统的总检查。一般情况下，总检查要进行多次，通过模拟各种飞行状态来验证运载火箭全系统的技术性能和可靠性，并使火箭达到符合发射状态的要求。总检查之后，就开始在运载火箭上安装各种火工品和火工装置，并准备转场。
在运载火箭进行技术测试的同时，发射场内的测控系统也要进行设备联试。先是在场内进行设备联试，然后与分布在各地的测控站设备进行联试。与此同时，地面勤务保障部门对发射设备、加注设备进行调试；气象保障部门开通气象情报网和天气会商网，启动气象测量雷达，开始进行天气的长、中、短期预报。
在技术准备区，经过周密的检查测试后，运载火箭达到可以发射的状态，从而转运到发射区。发射区内有发射台、勤务塔和脐带塔等主要的发射设施。运载火箭被分级运到发射区后，由勤务塔上的吊装设备对运载火箭分级吊装、对接和总装，并将它竖立在发射台上。随后在竖立状态下再一次对运载火箭进行分系统测试、系统间性能匹配测试、总检查和发射演练等。在发射区内测试的内容要比在技术区内的测试简化得多。
在检查测试工作结束后，就可向运载火箭加注推进剂，并进行瞄准定位。与此同时，地面勤务保障部门还要对推进剂进行化验，以确定推进剂的加注参数；发射前，气象部门要提供发射场区的天气情况及发射场区上空的高空风场等情况，以及火箭飞行时所经过的地区的气象情况。
第二节从发射到返回
1.运载火箭的发射涉及哪些方面的内容
运载火箭的研制是一项综合性的系统工程，而发射同样是一项综合性的系统工程。其涉及的面很广，包括运载火箭的检查、测试、运转、加注推进剂、发射程序与数据的计算和装订、点火发射、跟踪测量、安全控制、指挥通信、地面勤务保障等多方面的工作。
在我国，运载火箭发射场一般由技术准备区、发射区、指挥控制中心，以及测控通信系统和地面勤务保障系统等部门组成。当运载火箭由制造厂运到发射场后，各部门的发射准备工作就开始全面启动。
2.运载火箭发射前的倒计时阶段是如何进行的
当一切准备工作基本结束之后，发射工作便进入倒计时阶段。倒计时阶段开始时，由指挥中心向发射场、箭体分离后的落区、各地的测控站、远洋测量舰队以及各有关部门统一发布口令。各部门、各单位接到口令后，根据勤务系统提供的统一时钟各自进入临射前的工作程序。一般的运载火箭倒计时是从确定的发射时间前1个小时开始，叫做1小时准备。然后是30分钟准备、15分钟准备、5分钟准备、1分钟准备，最后是从10开始倒数到1，运载火箭点火起飞。当然，也有例外的情况，例如采用低温推进剂的运载火箭，由于低温推进剂极易蒸发，所以必须严格控制推进剂加注后的时间，因此常常提前4～7个小时就开始进入倒计时阶段。
发射工作进入1小时准备后，发射场的各项工作均按时间程序，由地面的发射控制设备来操作。它可以是半自动的，也可以是全自动的。在这段时间的准备过程中，主要工作包括：对箭上系统通电以便于进行射前功能检查；对火箭的安装及飞行程序和数据进行精确的核实和检测；对推进剂贮箱进行增压；对采用低温推进剂的火箭补加推进剂。接下来是气路连接器、加注连接器自动脱开，遥测系统、外测系统的连接插头自动脱落。一直到1分钟准备时，箭上系统地面供电转为由箭上电池供电，经过10秒钟自检正常后，电缆连接器自动脱落，有一个由脱拔插头连接的电缆与地面连接外，其他一切与地面连接的插头都已完全脱开。射前30秒钟，发射场的测控系统与各地测控跟踪站开始启动。射前7秒钟，发射台周围的高像素摄影机开拍，并开始记录火箭点火起飞的实况。到0秒时，火箭点火。当火箭离开发射台时，底部唯一与地面相连的电缆脱拔插头被拉脱，火箭与地面的有线控制完全中断。如果在火箭点火后还没有离开发射台前，发现火箭发动机出现异常情况，地面可通过这根电缆对火箭实施紧急关机。