长征五号系列火箭

长征五号早於1986年在863計劃支持下开展前期论证和攻关，2001年5月国防科工委开展预先研究。2000年至2001年，120噸級液氧煤油發動機YF-100及50噸級液氫液氧發動機YF-77先後开始立项研制。项目最初于2001年2月宣布。然而2007年中国东北展会期间，开发商透露直至當年才最终批准研发預算。[6]在20年的可行性研究之后，中国政府在2006年10月立项批准了火箭的开发[1]，由2008年11月成立的天津航天长征火箭制造有限公司生产，制造基地设於沿海城市天津滨海新区开发区西区夏青路199号的中国运载火箭技术研究院天津产业园。歷十年磨一箭，2016年11月3日20时43分，長征五號于海南岛中国文昌航天发射场首次發射成功。[7]

2017年7月2日19时，长征五号遥二火箭从文昌1号工位起飞，起飞后174秒助推器燃尽并抛离，指挥大厅直播画面显示其将会坠入东沙群岛与瓦拉格市之间的海域，整流罩于起飞后286秒抛离，至此飞行一切正常。

起飞后346秒，芯一级的一台YF-77发动机液氧泵发生损毁，这一幕被一台安装于芯二级（上面级）三四助推方向的摄像机捕捉到，全箭姿态仅靠剩余一台YF-77维持。由于引擎失效，芯一级直到起飞后572秒才与芯二级分离，而正常情况下应为475秒，因此使得軌道高度過低，到624秒时，网络直播画面左下角出现橙黄色的光亮，且随着时间推移，亮度，范围不断加大，表示星箭组合体已经开始再入大气层，最终于708秒时画面卡死，顯示進入黑障而通讯中断。[8]不久后，CCTV13报道了发射失败的消息。[9]

由于芯一级坠入马里亚纳海沟，故障难以定位，加上中国航天自有的军事属性带来的较其他国家更加严格的保密措施，除了发射失败的消息之外，官方在早期唯一放出的消息是“芯一级液氢液氧发动机一分机涡轮排气装置在复杂热力环境下，局部结构发生异常”。[10]中国国防科工局曾于2017年10月协调国家海洋局派出蛟龙号尝试对残骸进行打捞，但无功而返，故障定位只能依靠大量的仿真完成，最终第一次“归零”在次年4月才完成，其中进行了200余项技术改进，以及13次长程试车，准备在2018年年底进行复飞。[11]

2018年11月30日，在火箭总装即将完成之时，与遥三上安装的同一批次的YF-77引擎在北京云岗进行试车时再度发生故障，根据遥三成功后官方透露的情况，这一次参数与遥二引擎失效前的相似，沒有找出原因的情況下，归零再次进入第二轮，这一次相关专家认为应当发动机的结构进行强化，确保发动机在火箭高温、强振动等恶劣工况下的可靠性，引擎在很快通过了两次试车，新的发射时间也被定于2019年年底。

2019年4月4日，当用于遥三火箭的YF77进行最后一次试车时一位设计团队的员工发现引擎存在异常震动，引擎在拆解后发现液氧泵存在细微裂纹，相同的故障不久后也在同批次其他引擎的试车中发现，这一次故障也被长征五号火箭副总师王维彬评价为“击中要害”，但问题的解决仍困难重重，设计团队有多种各有利弊的设计方案，加强结构的改进幅度难以量化；绕过单一故障点也需要全系统的改动；最终团队认为最现实的方案是对引擎进行“小改”最终通过结构设计优化的方式来提高发动机的可靠性以及性能。

第三次归零的引擎试车考核于同年7月31日展开，这一次引擎没有再出现故障，试车获得成功，遥三的发射准备工作随即展开。[12]

2019年10月22日，由远望21号、22号船组成的火箭运输船队从天津港启航并于27日抵达文昌清澜港。[13]随后由公路运输至文昌发射场，在完成了总装，测试等准备工作后于12月21日上午8时离开垂直测试厂房，当日10时抵达发射区。同月27日，海南省公安厅对文昌市部分路段进行交通管制 ，发射前3小时开始对外来车辆逐步采取限制。[14]此次发射央视新闻在中国大陆几家网络直播平台上对此次发射进行了直播，无电视台直播，也有一些中国大陆网民将央视的直播画面转播至YouTube上。[15]此次发射搭载着东方红五号平台实践20号（亦为遥二所搭载的实践18号补发），由于此首飞星搭载着包括电推进、10Gbps激光通信，可展开式热辐射器等尖端技术。[16]保密性较强，网络直播的发射场信号直至起飞前1分钟才开始。

27日20时45分，火箭点火升空，174秒后助推器分离，195秒后抛整流罩，由于“归零”后的YF-77为了提高工作的稳定性，导致推力少量下降，一二级分离由遥一的475秒延长到了495秒，T+774秒，二级一次关机，此时星箭组合体位于菲律宾海，关岛以西的海域上空，2200秒后，星箭分离，实践20号进入超同步转移轨道。[17]次年1月6日，发射任务搭载的实践20号完成定点，在轨验证工作开始。[18]

此次发射也是2019年全世界最后一次发射任务。[19]

长征五号系列火箭的第一次应用性发射即为天问一号火星探测任务。此次任务也是中国大陆自东方红一号发射以来的第一次行星际飞行任务，用于此次任务的YF-77引擎于2020年1月19日完成100秒校准试车[20]，而探测器则于同年4月24日，被命名为天问一号。星箭组合体于7月17日转运至文昌发射场101工位，在对箭体完成检查之后开始低温燃料加注[21]

2020年7月23日12时41分，中国在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭携中国第二次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空，383秒后，星箭组合体离开大气层，整流罩被抛离，一级关机时间与遥三相同，T+708秒，二级一次关机，滑行952秒后二级二次点火，开始火星转移变轨，飞行2086秒后，二级二次关机，在调整姿态后进行器箭分离，此时天问一号高度已经达到470km，2530秒后太阳翼展开成功。[22][23]，这是中国第一次完全自主实施的火星探测任务，也是第一次行星际飞行任务。

2020年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，“长征五号”遥五运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器，顺利将探测器送入预定轨道，开启中国首次地外天体采样返回之旅。长征五号遥五运载火箭发射升空后，先后实施了助推器分离、整流罩分离、一二级分离以及器箭分离等四次分离。

“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器、上升器四部分组成，后续在经历地月转移、近月制动、环月飞行后，着陆器和上升器组合体将与轨道器和返回器组合体分离，轨道器携带返回器留轨运行，着陆器承载上升器于2020年12月1日完成了月球正面预选区域的软着陆，按计划开展了月面自动采样等后续工作，并于12月17日携带收集到的月球样品返回地球并在四子王旗着陆场成功着陆。[24]。

长征五号运载火箭为二级半构型，芯级直径5米，捆绑4个3.35米直径斜头锥助推器，是系列中性能最高的型号。全箭总长56.97米，起飞质量878.556吨，起飞推力约1062吨，主要承擔地球同步转移轨道任務，运载能力14吨，較中国原有运载火箭提升2.5倍，其整流罩長度达12.3公尺[36]。

长征五号B运载火箭為此系列的近地轨道版本，取消第二级，为一级半构型，是中國首款一級直接入軌火箭，全箭总长53.7米，起飞重量837.5吨，近地轨道运载能力达22吨，主要承担中国空间站舱段发射任务等近地轨道任務。长征五号乙运载火箭整流罩長度為20.5公尺[36]。其一级燃尽后在不受控状态下逐渐落回大气层焚毁。[37]