一枚利箭破空，向东方飞去，目的地是近地点200公里、远地点约42万公里的地月转移轨道。高空风刮过，火箭及时调整姿态迎风飞行，稠密的大气层与箭体剧烈摩擦，产生的高温能让水滴瞬间沸腾蒸发。再向上，空气逐渐稀薄，火箭末级与卫星到达预定位置，星箭分离，三颗卫星踏上探访月球的旅途。3月20日上午8时许，由中国航天科技集团有限公司一院抓总研制的长征八号运载火箭载着鹊桥二号中继星和天都一号、天都二号通导技术试验星，在中国文昌航天发射场开启探月之旅。在短短半小时的飞行过程中，长八火箭展示出为鹊桥二号中继星任务量身定制的3项本领：更完善的弹道设计、更灵活的主动滚转减载技术和更安全的热防护措施。这是长八火箭的第三次发射任务。2020年成功首飞，长八火箭填补了我国太阳同步轨道3~5吨运载能力的空白；2022年，长八火箭适应「一箭22星」商业发射任务，去掉了两根火箭助推，新构型首飞再次成功；今天，长八火箭首次奔赴地月转移轨道，用成功再次证明了自己的稳定性、可靠性、适应性。6条弹道，通往奔月「天路」4.2米宽、8米高的整流罩，不少于1.3吨的地月转移轨道运载能力，长八火箭与鹊桥二号中继星刚好合适。
为了服务这位奔月的「乘客」，连续3天，长八火箭为鹊桥二号中继星安排了6条「天路」，即使窄窗口发射，也能确保卫星顺利启程。发射窗口，就是卫星上天的「时机」，窗口越宽，意味着机会越多。近地轨道卫星一般是「日窗口」，机会每天都有；月球探测器则是「月窗口」，每个月只有几天的时间；如果要实现探测器与行星、小行星等地外天体交会，窗口更加窄，一年甚至几年才能遇到一次。鹊桥二号中继星是一颗环月卫星，发射窗口一个月只有几天。因此，火箭研制团队从第一窗口开始，设计了连续3天、每天两条共计6条弹道。火箭弹道设计，就是为火箭找到最理想的飞行路线，燃料消耗最少、入轨精度最高。6条弹道，就意味着有6套飞行方案，无论遇到什么情况，卫星最终都能顺利出发、安全抵达。身怀绝技，无惧高温大风在降水、雷电、气温等各种天气因素中，对火箭发射影响较为突出的就是高空风。余梦伦院士曾在论文中写道，在设计运载火箭时，飞行载荷是根据统计的最大高空风来确定的。高空风一般距离地面4~20公里，当火箭穿越大风区，会遭受强烈的气流冲击，如果风速过大，还可能导致箭体弯曲变形，甚至解体。随着技术经验积累，高空风弹道修正等技术方法能使火箭在飞行过程中有效抵抗风干扰。为了让火箭适应性更强，研制团队除了在本发长八火箭上使用自主抗干扰控制技术等成熟方法之外，还增加了主动滚转减载技术，火箭可根据风的来向，在空中主动滚动调整，并用更稳定的优势面来应对高空风，就像一位太极高手「以柔克刚」，通过自身的旋转抵消掉高空风的影响。与长八火箭擅长执行的太阳同步轨道任务相比，地月转移轨道的入轨高度更低、火箭飞行速度更快，几乎要达到第二宇宙速度，当火箭高速穿越大气层时，箭体与大气摩擦产生的温度更高，端头和前锥首当其冲。为此，火箭研制团队为火箭多「穿」了一层热防护涂层，虽然外观看不出来，但在火箭重点部位增加了厚度，更能适应地月转移轨道的严酷条件。
面向未来发射需求，今年下半年，长征八号改运载火箭将在海南文昌执行首飞任务。后续长八火箭研制团队还将承担多项发射任务，不断打破「舒适圈」，去迎接更多个充满挑战的「第一次」。文/胡蓝月图/王磊 胡蓝月编辑/李淑姮 任长胜校对/高一鸣监制/黄希
