火箭插上化学的翅膀：取得了什么成果？

化学泰斗戴立信

2018年5月5日，中国化学会第三十一届学术年会开幕式上隆重举行中国化学会2016—2018年度学术奖励颁奖仪式。“中国化学会终身成就奖”在本届年会首次颁出，94岁的中科院上海有机化学研究所戴立信院士成为本奖项的首位获奖人。

戴立信是我国著名有机化学家。20世纪50年代，戴立信从事金霉素的提取和合成研究，为金霉素的量产做出了重要贡献。1958年后，国家发展“两弹一星”，戴立信参与组织全所骨干从事国防任务，出色完成了火箭推进剂研发，铀同位素分离用的氟油研制等工作。

“两弹一星”也就是核弹、导弹、人造地球卫星，其中核弹实现实战化，就离不开导弹，人造地球卫星升空离不开运载火箭，导弹和火箭都必须有合格的火箭推进剂，因此负责研发火箭推进剂的戴立信肩上的担子非常重。早期的火箭推进剂普遍有易燃易爆性，而且有剧毒，以戴立信为首的科研团队可以说是冒着生命危险在做研究，后来历经艰险，终于获得了成功，为“两弹一星”的发展立下汗马功劳。

在研究原子弹的过程中，中国化学界遇到了一个难题：制造原子弹要有大量的235U，但从铀矿石里提炼出来的235U，是与对原子弹没什么用处的238U混合在一起的，要想做原子弹，就必须把两者分离，并将235U浓缩。要实现这一点就需要使用分离扩散机，而这种机器必须要有特种润滑油来维持运转。这种润滑油中国当时不能生产，外国又不肯提供，于是研制特种润滑油的任务就迫在眉睫，戴立信带领团队挑起了这项任务的大梁，最终获得成功，也间接帮助原子弹提前一年研制成功。

戴立信后来还对中国有机硼的研究，以及抗癌药物等合成制药的发展做出了突出贡献。

探索宇宙的“化学翅膀”

从20世纪60年代至今，从近程导弹到洲际弹道导弹的研制成功，从发射人造卫星到实现载人航天的突破，再到让探测器和月球车登陆月球的伟大创举，这么多的伟大创举都离不开的东西就是运载火箭，正是运载火箭带着导弹弹头、卫星和月球探测器飞得那么高、那么远。而火箭能够飞得起来，主要靠的就是火箭推进剂。以戴立信为代表的老一代化学科研人帮助我国实现了早期的火箭推进剂研发，而后来人更是再接再厉，再创辉煌。

从2015年开始，我国新一代的运载火箭“长征六号”“长征九号”液体运载火箭和“长征十一号”固体运载火箭相继升空。而这里提到的固体和液体，就是指火箭推进剂的形态是固体还是液体。

早期的火箭推进剂都是液体的，分为燃烧剂和氧化剂两部分，很多液体推进剂可以在常温下储存，但其燃烧效率比较低，火箭推力不足。而且很多液体推进剂含有剧毒，对环境有很大的污染。

近些年来，人们开始采用液氢做燃料，液氧做氧化剂，其燃烧效率很高，能够提供强大的推动力，但液氢和液氧只能在极低的温度下保存，所以工艺非常复杂，只有中国、美国、俄罗斯、法国、日本等少数国家掌握了这种技术。(www.xing528.com)

而近年来，我们国家发射的“长征六号”采用的是液氧和煤油作为推进剂，“长征九号”则使用既有液氧加煤油，又有液氧加液氢的推进剂，这两类推进剂都是完全无毒、无污染的，说明我国在火箭推进剂的研发方面走出了自己的新路。

我国的“长征十一号”运载火箭用的是固体推进剂，固体推进剂是由油灰或橡胶状的可燃材料构成，是燃料和氧化剂的混合体。固体火箭推进剂使用更简便，发射需要的准备时间大为缩短，从测试到发射能在一天内完成。推进剂可以在室温下储存，而且对应的发动机构造更简单，这意味着出故障的可能性更小。这是我国火箭发展迈向新纪元的证明。

走向未来的中国火箭

我国的长征运载火箭家族已拥有“长征一号”“长征二号”系列、“长征三号”系列、“长征四号”系列、“长征五号”大运载火箭、“长征六号”快速响应移动发射火箭、“长征七号”中型火箭、“长征十一号”固体燃料火箭等十多个大类、上百种型号。而直径达10米、高度达93米的真正意义的重型火箭“长征九号”的多项关键技术已经获得突破，它在未来将带着中国的航天员登上月球。

截至2018年9月，长征系列运载火箭已发射了280多次，将400多颗各型的卫星及飞船（包括2个“天宫”太空实验室和30多颗外国卫星），还有11位中国航天员，共14人次送入了太空。目前，我国火箭发射卫星的成功率达到90%以上，载人航天发射成功率则为惊人的100%。如此高的成功率，在世界上都是极为罕见的。

长征系列火箭模型。摄于辽宁省科学技术馆

长征系列火箭的前100次发射，中国航天人用了37年的漫长时间。而后100次发射，只用了7年。其发展速度之快世所罕见，中国航天已经迎头赶上其他航天强国。

以“长征五号”和“长征七号”为代表的无毒、无污染新一代运载火箭的发射成功，标志着新一代长征火箭型号谱系的诞生。“长征七号”火箭将第一艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与正在运行的“天宫二号”空间实验室进行交会对接，然后实施了世界级难度的“太空加油”。“太空加油”首获成功，证明我国已成为当今世界第三个掌握该项技术的国家。“长征七号”是日后发射大型空间站舱段的主力火箭，必将在空间站建设中大显身手。

中国正在从航天大国迈向航天强国，相信在不久的将来，长征系列火箭还将带给我们更多的惊喜。