天舟十号即将升空：为什么中国发射火箭好像万无一失？

文︱关品方

天舟十号（TZ-10）是中国第10艘天舟货运飞船，也是空间站应用阶段第5艘货运飞船。预计本月中旬将会发射。天舟九号近日已经从空间站撤离，腾出泊位准备让天舟十号到来停泊。

天舟系列的核心任务是补给、维保、科研、废弃物处理。今次天舟十号还有一项附加任务，就是“常态化验证2小时快速对接”。

根据官方报道，天舟十号今次的详细任务是以下4项。首先是上行补给，运送航天员生活物资、舱外航天服、空间站维修备件、推进剂、科学实验载荷与样品。其次是为空间站补充燃料，补加推进剂，维持轨道与姿态。然后是下行销毁，带回在轨废弃物，再入大气层烧毁。最后是技术验证，首次常态化应用2小时快速交会对接（此前为试验，今次是实操），提升补给与应急响应效率。

天舟十号近日择机升空，用的是长征七号遥11火箭，在文昌航天发射场一号发射，现在已经以垂直的姿态在运送到文昌发射场的途中。天舟十号计划对接在天和核心舱的后向端口，上行运载能力约7.5吨，总重约14吨，体量创新纪录。任务的重大意义是保障神舟21号乘组在轨，为神舟22号、23号任务铺垫，支撑空间站长期驻留与大规模空间科学实验。天舟十号标志着中国的“太空物流”将进入极速、自主、常态化的新阶段。

为什么近年中国火箭发射好像万无一失？笔者认为，虽非绝对百分百，但成功率全球顶尖，殆无疑问。杨建民（他是“东风女神”“反导杀手”“中国导弹之母”祝学军的丈夫）是长二丙“金牌火箭”总师。杨建民的工作直接提升了中国火箭的可靠性与成功率。笔者于本文尝试为有兴趣于数学、物理、化学、生物和工程五种学科的高中学生进行简单科普。

中国火箭发射为什么“极难失败”（有极高成功率）？长征系列火箭总体成功率约97%（现役主力型号更高，接近百分百），核心原因是依靠四大支柱。首先是以冗余设计提供多重保险，关键系统（控制、动力、电气）都做到有两三套备份。设计原则是一度故障仍可正常工作、二度故障仍可安全运行。火箭发动机（rocket engine）按推进剂形态分固体、液体、固液混合三大类；液体再按推进剂组合细分，包括小推力姿控发动机和轨控发动机。阀门（valve）共有5种系统，例如闸阀、球阀、截止阀）。传感器（sensor）共有10种类型，航天火箭常用4类：压力、温度、角度、速度，是航天器得以感知客观世界的五官）。以上三种核心大件均“优中选优”，制造出足够数量之后进行全检，质量全部过关后，从中再加上严格筛选，确保质量万无一失。

中国航天科技有严苛的“归零”文化，失败必彻查。一旦出现异常，必须彻底查清问题的根源（root cause）、全链条整改、举一反三、刨根究底。例如2017年火箭“长五遥二”失利，花了908天、排查了200个以上的风险点，2019年复飞成功。

中国火箭有全流程极致的质量控制，从设计、生产、装配到测试，每一步都有严格标准与复核。装配精度达到毫米/微米级，一颗螺丝、一个焊点都反复检查。发射前全系统多次演练、预案完备，覆盖各种极端情况。中国人在觉醒年代到来之前，被谑称为差不多先生，凡事都差不多就得了。这情况自从建国以来，在国防高端科技方面早已洗刷得一干二净。

中国火箭发射的成功关键要素是成熟技术+举国体制。主力火箭（例如长二丙、长三乙）经过多次飞行验证，技术状态稳定。通过“千人一星、万人一箭”的体制，全国协作、资源集中、责任到人。

杨建民是航天科技集团一院的长二丙（即“长征二号丙”）火箭总设计师。长二丙是中国服役最久、发射次数最多、成功率最高的“金牌火箭”，1982年首飞，至今连续成功发射超50次，成功率100%，直接提升火箭发射的可靠性，是杨建民的核心贡献。他主导长二丙系列化发展，共5种构型，覆盖近地、太阳同步等轨道，通用化、标准化、成功率极高。他首创了多项可靠性技术（包括落区控制技术），做到精准落点，降低风险，为后续火箭回收/返回的控制奠定基础。在冗余控制与故障诊断方面，可提升飞行中的容错能力，避免单点故障即导致失败。最后，杨建民更树立了“金牌火箭”管理与质量标准，坚持“百分百成功”的管理理念，影响全行业整体跟进仿效。

杨建民是中国火箭发射接近“万无一失”的重要奠基者，是关键人物。但笔者认为，中国火箭的成功不能归功于个人。发射的高成功率是举国体制、技术积累、归零文化、全员质量意识的共同结果。

笔者建议同学们进一步深入了解长二丙火箭作为标杆型号的高可靠度设计与严谨的管理方法，从而更深刻地了解其他长征系列火箭。杨建民的落区控制、冗余设计、质量管控等技术，直接提升了中国火箭的整体可靠性与成功率。中国火箭近乎“万无一失”的高成功率，是系统工程的胜利。

长二丙“金牌火箭”的实践，为中国的火箭体系提供了关键技术与管理范式，杨建民功在家国，伟业长存。下周天舟十号发射，精准停泊在空间站的“码头”后，在轨的神舟21号乘组3人（指令长张陆、飞行工程师武飞、载荷专家张洪章）将会有一番忙碌。遥望蓝天，笔者神驰目眩。这一切，是中华民族的骄傲。