6月25日8时22分，由中国航天科技集团公司研制的我国新一代中型运载火箭长征七号，于6月25日20点在我国首个海滨发射场——海南文昌航天发射场首飞成功，我国载人航天工程空间实验室任务的序幕正式拉开。长征七号运载火箭将从这座集科技、生态、环保、人文于一体的现代化绿色航天发射场实现首飞，开启它的全新太空之旅。
长征七号运载火箭发射，这也就意味着，中国离月球又近了一步。
出品：科普中国
制作：长征⑨号团队 姚智恺
监制：中国科学院计算机网络信息中心
应势而生的长征七号：燃料更环保，运载能力更强
随着我国航天事业的不断发展，空间站的建设与大质量卫星的发射需求开始出现，而老一代运载火箭已无法满足需求。为了运载这些大质量的舱段以及卫星，研制新型的大运力火箭是十分必要的。况且，老一代长征系列火箭大量使用剧毒的肼-四氧化二氮燃料，从保护自然环境以及工作环境的角度来看，研制新型的环保运载火箭也是十分必要的。
【1】可以看到滚滚的四氧化二氮的红烟，不仅剧毒，而且是臭氧层破坏物
为了满足新运载火箭的动力需求，新型的火箭发动机是必不可少的。
于是，在2001年，120吨推力的YF-100液氧/煤油发动机与70吨推力的YF-77液氧/液氢发动机便获得了立项。以这两款发动机作主要动力来源的长征五号，也在2006年走入了公众的视线。
两年以后，为了满足小卫星的发射需求，长征六号也在2008年上马，它的芯一级使用单台YF-100发动机，二级使用单台18吨推力的YF-115液氧/煤油发动机。
【2】装备了YF-100发动机的长征六号从起飞效果看就很不一样了
长征五号最大的LEO有25吨，最小的LEO也有10吨，而长征六号的SSO为0.5吨，LEO大约为1吨。
为了填补长征五号和长征六号中间的空白，也为了给未来的货运飞船提供运载工具，2010年，长征七号便被提出。实际上，长征七号几乎就是长征二号的翻版——3.35米直径芯级配合2.25米直径助推级，继承了长征二号的构型，但同时又结合了新式火箭发动机，实在是创新之举。
【3】两枚火箭的发射合练，长征七号显然要瘦的多。
长征七号芯一级采用双联YF-100液氧煤油发动机，四个助推级采取单发YF-100液氧煤油发动机，第二级采取四台YF-115发动机。而去年长征六号的成功试射，已经宣告了这两款发动机是非常成功的产品。所以这次长征七号的成功发射，可以说，是得到了充分保证的。
【4】长征七号的组装车间，我们可以轻易辨认出每一段箭体的对应位置。
长征七号主要干吗？运飞船！
长征七号在未来一段时间的主要用途，是运载“天舟”系列货运飞船，给在空间站的宇航员送给养。同时，去年的“远征一号”上面级的成功运作，今年的“远征二号”上面级以及未来可能的新的低温上面级的面世，则还可以给长征七号赋予更多的功能——它将帮助卫星走向地球同步轨道，从而让长征七号有足够的能力替代现有的一些运载火箭。
【5.1】“天舟”货运飞船的效果图以及其实际的货舱段
【5.2】“天舟”货运飞船的实际货舱段
除了文昌鸡，文昌还有卫星发射中心
而这次长征七号的成功发射，也宣布着文昌卫星发射中心的正式启用。
为什么新的发射中心要设在文昌呢？当然是因为文昌有很多优点：
1.众所周知，纬度越低，地球自转的线速度越快，而这就可以让火箭携带更多的载荷。而文昌卫星发射中心的纬度只有19°，也算是非常有利的位置了。
【6.1】文昌卫星发射中心的位置
2.由于长征五号的芯一级直径达到了5米，这意味着它无法经由陆路运输——因为过不了隧道；空路也不行——飞机没办法运输这么大直径的东西。于是，海运成为了唯一可行的办法。而从天津出厂的火箭箭体可以很方便的通过水路抵达文昌。
【6.2】长征七号在天津港打包装箱，目的地：文昌
3.火箭的发射方向也基本都是向东以及向南的。这意味着助推级与一级火箭燃烧完毕的残骸，将落在东面与南面。而文昌的东面与南面都靠海，这就意味着火箭的残骸将直接落在海面，从根本上规避了残骸砸到人的风险。
【6.3】文昌卫星发射中心
国外的很多航天中心也参考了这些要素。美国的肯尼迪航天中心，东面就是大西洋，纬度约28°；欧空局的库鲁航天中心，也在海边，而且其纬度更是只有4°，接近于赤道，真是让人嫉妒啊……
【7.1】位于卡拉维纳尔角的肯尼迪航天中心，右边就是大西洋
【7.2】欧空局的库鲁航天中心，上面的加勒比海清晰可见
在去年长征七号合练照片发布的时候，很多人都注意到了发射架的转变——以往庞大的发射塔，被简练的发射架代替了。在去年的长征六号的发射，也采取了这样的技术，甚至做的更进一步——直接用发射车转运。
【8】转运车的轮子呢Σ︴原来是太小了啊╮╭
在以往的发射准备过程中，我们的火箭从组装中心到发射塔，需要垂直转运一段路，几乎没有任何的支撑。由于火箭很高，因此其重心也很高，在风太大的时候，转运工作就相当的危险了。这对于火箭的发射准备也是比较不利的。
【9】这么大个转运，没有任何辅助……慌了吗？
以往的发射塔兼职了火箭组装间，所以做成这么大。但随着火箭发射频率的增加，发射准备时间也逐渐缩短，垂直转运就能满足这一要求。而随着技术的进步，现在的发射塔已经只有固定与燃料加注的职能，这样就能做的很轻，让连箭带架的转运成为了可能，从而减少了对转运环境条件的要求。当然由于发射塔实在是不能轻易废弃，而且组装厂房到发射塔的转运轨道是固定的，于是另外三个发射中心的火箭就享受不到这种待遇了。
【10】你可以想到整个脐带塔从组装间里头出来的样子了吗？
打一枚火箭也是一件比较烧钱的事情，不借这个机会带一点载荷简直对不起它。去年长六的发射，一下子携带了20颗卫星，全部入轨并且测控成功。而长征七号也不例外，它带了一个重量级乘客——新型载人飞船的小尺寸模型。
【11】新式载人飞船的设计图，看到有什么不同了吗？
我国现在使用的神舟载人飞船，已经让大家所熟知了。它借鉴了前苏联“联盟号”飞船轨道舱、返回舱以及推进舱的结构，于是也设计了三个舱室。
【12】这是兄弟般的飞船
而新的载人飞船，去掉了轨道舱，仅由指令舱与推进舱构成，与美国的一些飞船更为接近。
【13】新的载人飞船更接近美国的飞船，一股西方的气息……
那么为什么要去掉轨道舱呢？
从飞船的发展来看，轨道舱是一个多功能舱，实质上是没有空间站的情况下的权宜之计。航天员在轨道舱内，可以进行活动，也同样能进行一些实验。而且中国的神舟系列轨道舱还能在轨运营一段时间，提供更丰富的数据。特别的，在神舟七号上，轨道舱还被魔改成了气闸舱，成为了航天器/太空环境的过渡舱室。
但随着空间站计划的提出，“天宫”系列轨道飞行器的成功运作，航天员已经能够有更加宽裕的工作与活动环境，轨道舱已经逐渐失去了它的意义。而当我们去掉了轨道舱后，返回舱与推进舱能做的更大，从而可以携带更多的乘员以及更多的燃料。为今后更进一步的载人航天工作打下坚实的基础。
写在文章外的话：两款不同尺寸的推进舱，看来真的是要为载人登月做准备了。
涨知识
成功载人上月球的火箭
土星5号火箭是目前人类唯一的载人登月火箭，美国利用土星5号火箭成功发射7艘阿波罗登月飞船，其中6艘成功登陆月球。
土星5号火箭高110.6米，最大直径10.1米，起飞重量为3038吨，起飞推力达3400吨，可将118吨的有效载荷送上近地轨道，或将45吨的有效载荷送入月球轨道。
5分钟了解“长七”合体转运全过程
长征七号的首飞将作为我国载人航天工程空间实验室任务阶段的“发令枪”，刷新中国航天多个纪录。长征七号其实身上还有很多特别的“标签”以及不为人知的“黑科技”。下面我们就通过一个5分钟的动画，来了解一下长征七号从合体转运到发射的全过程。
▲三维动画还原火箭合体转运全过程
海运文昌
▲2016年5月14日，远望21号火箭运输船驶入海南文昌清澜港。
长征七号是我国第一个通过海运运输的运载火箭。
为什么要海运？公路运输距离过长且颠簸；铁路运输则由于受中国铁路隧道直径的限制，超过3.5米直径的火箭就不能通过；海运则显得更为平稳、舒适。打个形象的比喻：火箭从公路、铁路运输，就像坐“硬板床”；乘船从海上运输，就好似坐“沙发”。
车间组装
吊装载荷
长征七号采用了“新三垂”测发模式，即垂直总装、垂直测试、垂直转场，缩短了射前准备时间，提高了发射可靠性。
垂直转运
长征七号火箭在转场过程中要拐4个60度的弯。为何要拐弯？因为在海南文昌发射场，“长五”火箭的转运轨道是笔直的。“长七”火箭从技术阵地转到发射阵地，必须拐弯。设计人员通过大量计算得出，转弯半径必须为20米，最大转弯角度在60度左右，这样火箭转弯最省劲儿。
火箭发射平台长26米、宽23米、重1800吨，这个“大家伙”又没有方向盘，转弯可没有那么简单。设计人员经过3年的努力，才取得发射平台转弯行走试验的成功。我国也是继美国、欧空局、日本之后第4个掌握“发射平台转弯行走技术”的国家。
脐带供给
现役火箭的管道、电缆都在发射塔架上，这些“脐带”要一直工作到火箭起飞前。而长七有了专门的承载火箭加注管道、供气管道的装置——脐带塔。它的两侧装有6根摆杆，内部铺设有加注、供气、空调管路和箭上众多控制电缆，以及配气台和中频电源房间，因此它的结构及组成是最复杂的。这也意味着我国运载火箭的研制技术又迈出了一大步。
煤油加注
长征七号火箭使用的是液氧煤油推进剂，先加注煤油再加注液氧，液氧加注一般分为三个过程：
第一步：先用小部分液氧加注进入储箱，对储箱进行预冷却；
第二步：预冷工作完成后，会进行大流量加注，直到加至储箱容量90%左右；
第三步：最后进行小流量加注，确保加注精准符合要求。
燃料加注后可以停放24小时，这也创造了低温燃料停放时间最长纪录。
发射塔机架打开 准备点火发射
发射塔机架打开后，火箭就进入倒计时发射状态。和以往长征系列火箭发射相比，长征七号在接到零号指挥员下达的“点火”指令后，将进入短暂的“沉寂期”。约7.4秒后，长征七号才会喷射出白色火焰。
为何会有7.4秒的延时？长征七号火箭点火原理是通过高压煤油本身冲破点火器，推到预燃室，再进入发动机。由于高压补燃会多出5秒的泄压时间，所以导致喷火时间延后，7.4秒后才能看到火焰。
长征七号运载火箭是我国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的新一代中型运载火箭，也可用于发射人造卫星等其他航天器。
从5月8日上午在天津港装船起航，到6月22日上午垂直转运到发射塔架，在过去的一个多月时间里，长征七号运载火箭经过运输卸载、整体组装和全面检查测试，从技术上已完全符合发射要求，发射前各项准备工作已相继就绪。现在就让我们共同期待，长征七号运载火箭从这座集科技、生态、环保、人文于一体的现代化绿色航天发射场实现首飞，开启它的全新天空之旅。
壮士即将出征！
让我们一起等待它的辉煌时刻！
来源：央视新闻
