李 东，李平岐，王 珏，黄 兵，刘 秉

（1. 中国运载火箭技术研究院，北京 100076；2. 北京宇航系统工程研究所，北京 100076）

引 言

2020年7月23日，“长征五号”火箭成功将“天问一号”火星探测器准确送入直接地火转移轨道，中国运载火箭首次突破第二宇宙速度，其成功发射拉开了中国行星际探测的序幕，使得中国的空间探测能力迈上了一个新台阶。2020年11月24日，“长征五号”火箭成功将“嫦娥五号”探测器准确送入直接地月转移轨道，为中国探月工程“绕、落、回”的收官之战奠定了坚实基础。“长征五号”运载火箭的成功研制及工程应用，标志着中国具备了更大、更远的空间探测及应用能力，是中国由航天大国迈向航天强国的显著标志和重要支撑。

1 研制背景

航天运载工具是一个国家进入空间的主要手段，是和平利用空间及军事争夺占领空间的基本条件和前提。航天科技的成果已经渗透到每个人的日常生活，创造了难以估量的经济和社会价值。目前运载火箭仍是人类进入空间的主要手段，“火箭的运载能力有多大，航天的舞台就有多大”。随着航天活动规模的不断增大，对进入空间能力的要求越来越大，世界各国均将大型运载火箭的研制作为重中之重。

中国航天经过60年的发展，形成了具有独立知识产权的“长征”家族系列火箭[1-2]，面向21世纪，世界主要航天强国均推出了新一代运载火箭，如美国“宇宙神5号”（AtlasV）、“德尔塔4号”（Delta IV Heavy）火箭，欧洲“阿里安5”（Ariane 5）等[3-7]。中国运载火箭在运载能力、推进剂有毒有污染等方面与国外同类火箭相比存在一定差距（见图1）。……