说到中国航天，就不得不提中国的长征系列火箭。从1970年运载“东方红一号”卫星的长征一号火箭开始，长征系列火箭至今已经发展成为有几十种型号的庞大家族。除此之外，中国还有风暴、开拓、快舟、朱雀等等火箭。当然，“长征家族”火箭依然还是中国火箭的绝对主力，它承担了我国96.4%的发射任务，占我国发射航天器总质量的99.2%。
其中，长征一号（CZ-1）是我国首枚运载火箭，是为发射我国第一颗人造卫星而研制的三级运载火箭。1970年4月24日，它成功将我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”送入预定轨道，奠定了长征系列运载火箭发展的基础，拉开了中国进军太空的序幕。自2016年起，我国也将每年的4月24日设立为“中国航天日”。目前，该火箭已退役。
长征二号（CZ-2）是第一枚箭体采用3.35米直径的火箭，它使我国成为世界上第三个掌握航天返回技术和航天遥感技术的国家。长征二号丙火箭（CZ-2C）是唯一在我国酒泉、太原、西昌三个卫星发射中心均执行过发射任务的首个“金牌火箭”。长征二号捆运载火箭（CZ-2E）是我国第一型捆绑式运载火箭，它使我国成功突破助推火箭的捆绑等36项关键技术，为我国运载火箭进入国际市场起到了重要的推动作用。长征二号F（CZ-2F）主要用于发射神舟飞船和大型目标飞行器到近地轨道，也是我国目前唯一的一型载人火箭。2003年10月15日，长征二号F火箭成功将中国第一位航天员杨利伟送入太空，使我国成为继俄罗斯、美国之后第三个有能力独立把人送入太空的国家。2021年6月17日，也是它将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员成功地送入太空。
长征三号甲系列（CZ-3A系列），是长征家族中最“忙碌”的火箭，它承担了我国地球同步通信卫星、北斗导航卫星、嫦娥工程等发射任务，也被大家誉为“劳模”火箭。
长征五号（CZ-5）是我国新一代大型运载火箭，采用液氧煤油以及液氢液氧推进剂等多种全新的技术，显著提高了我国运载火箭整体水平和开发利用空间资源的能力，被网友亲切地称为“胖五”。
以上我们认识了多种型号的长征火箭，那么发射火箭要经历哪些阶段和程序，火箭又是怎么上天的呢？其实，运载火箭的实质是一种无人驾驶的飞行器，它的任务就是把成为有效载荷的人造地球卫星、航天器、星际探测器等送入各自的空间轨道，去完成它们的使命。
最开始科学家们在研究近代火箭的过程中，发现单级火箭无论采用多好的固体或液体燃料，都只能达到6每秒千米的速度，也就是说，根本达不到把卫星送上地球轨道所需的每秒7.9千米的第一宇宙速度。后来，俄国科学家齐奥尔科夫斯基想出了一个绝妙的办法：把两节以上的火箭串联或并联起来，组成一列多级火箭来提高火箭的速度。火箭发射后，把已经完成任务的无用结构抛掉，使火箭发动机的能量最大限度地提高航天器的速度，从而间接地减轻火箭的结构质量。这样，用单级火箭无法达到的宇宙速度，用多级火箭就能够达到。这也是为什么我们现在看到的运载火箭都是多级火箭的原因。
当然，运载火箭也不是级数越多越好，因为多加一级，不仅制造工艺和级间分离技术多一层困难，而且所能增加的速度也有一定限制，限于各种因素的影响，运载火箭都选在二级至四级之间，一般用三级的居多。级与级之间靠级间段连接，并安装有分离机构，每一级都包括箭体结构、推进系统和飞行控制系统。有效载荷位于火箭顶部，外面套有整流罩，用于在大气中飞行时保护载荷。
通常来说，要完成一次火箭发射，需要考虑的因素很多。首要考虑的就是运送的有效载荷的质量、大小和飞行轨道。不同型号的火箭运载能力、大小尺寸和发射成本是不一样的。有效载荷大、质量重、轨道高的，就要选择大推力火箭，反之，就选择小推力的火箭。若飞行轨道相同，有效载荷越重，则火箭起飞质量越大；若有效载荷不变，飞行轨道越高，火箭的起飞质量也越大。
火箭的飞行方向需要提前确定。一般来说，中国的火箭只往两个方向飞。一个是东，一个是南。往东飞很好理解，因为地球的自转方向是自西向东，火箭向东飞，相当于“顺风”而行，可以借助地球自转带来的速度增量，省力又省燃料。反之，如果向西飞，就相当于“逆风”飞翔，速度会损失，耗费的燃料也更多。如果卫星的目的地是太阳同步轨道，火箭就只能向南或向北飞，才能达到约为97°的太阳同步轨道倾角。而向北飞的话，因为我国北面毗邻蒙古国、俄罗斯，不仅火箭掉落的残骸落区不易选择，火箭飞行弹道也会引起航区经过国家的敏感，引起国际纠纷，所以一般不考虑北射向。
火箭发射的时间也不是随心所欲想发就发，需要考虑多种约束条件。为了使卫星在星箭分离后能够尽可能快的接收阳光为电池充电，就必须半夜发射，使其能够在飞行半个地球后迅速接收阳光。例如，为了使玉兔号月球车能够准确进入月球轨道，最终成功降落月球表面，就必须精确计算地月之间的距离，选择距离最近、最节省燃料的时刻进行发射。除此之外，还需要考虑发射时段的太空环境，会不会跟别的卫星相撞、有没有太空垃圾干扰等等。
考虑好了时间、射向后，就是运往发射场，进入总装测试厂房，完成火箭的总装、电性能测试和状态整理工作，然后垂直转运至航天器加注厂房与运载支架对接，随后进行推进剂的加注、推进气瓶充气、补气、整流罩扣罩等专业程序。最后，各系统完成状态准备、功能检查，全系统完成发射演练后，就可以实施发射了。发射当天的场区天气情况也很重要，如果遇到强雷暴或大风等极端天气情况，则会视情推后发射时间。
火箭的点火命令由地面控制中心发送。一级火箭发动机接受指令后点火，火箭徐徐上升，加速飞行，15秒左右按预定方向转弯。100多秒后，火箭达到70千米左右的高度，第一级燃料耗尽后火箭发动机关机，并脱离整个火箭落向地面；第二级接着点火，继续加速飞行，火箭飞出稠密大气层，达到预定高度和速度时，第二级火箭发动机关机并分离，火箭靠获得的能量开始惯性飞行；随后第三级火箭发动机点火工作，当加速到预定速度时，第三级火箭发动机关机，航天器与火箭分离，最后把航天器推入预定轨道。
火箭的这些时序动作都是发射前就设定好的，起飞后，就基本脱离了人的控制，一旦某个程序出现错误，就会直接导致火箭发射失利。这也是火箭发射要严上加严、慎之又慎的原因所在。
现阶段，我国运载能力最强的火箭是长征五号，在世界现役火箭中排名第三，排名第一的是美国的“猎鹰重型”火箭，第二的是美国的“德尔塔Ⅳ”火箭。如果未来想载人登月、载人登火，长征五号火箭目前的运载能力是无法满足要求的。因此，我国正加紧研制长征九号重型运载火箭，计划2030年左右进行首飞。届时，我国进入空间能力将得到大幅提升，从而支撑后续更远更高的深空探测。
（作者单位：西昌卫星发射中心）
责任编辑：王昆鹏
