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然而，“当中国的运载火箭从连续成功的惊喜中醒来时，它面对的将是4个强大的对手”。到了21世纪初，美国、欧洲、俄罗斯的商用大型火箭纷纷亮相，这些国外大型火箭具有安全清洁、部署迅速、成本低廉等优势，运载能力也远远超过“长征三号乙”，有的近地轨道载荷甚至达到“长征三号乙”的两倍。中国运载火箭几乎在各方面都相形见绌，一次全方位升级迫在眉睫。
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不甘落后的中国航天工作者，再次对火箭进行改造。推进剂方面，用“煤油+液氧”的组合，替换使用了近40年的“偏二甲肼+四氧化二氮”组合。前者燃烧后只产生二氧化碳和水，全程无毒无污染，成本也大幅降低。发动机也随着推进剂的替换而升级，推进效率可再提高约15%。助推器则被提高到近27米，是此前型号的近两倍。
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这些升级，构成了新一代的长征运载火箭——“长征七号”（CZ-7） 。它的近地轨道载荷约为14吨，足以发射重约13吨的“天舟一号”货运飞船，在中国的“空间站时代”扮演了至关重要的角色。未来，它还将逐步接替“长征二号”“长征三号”“长征四号”系列的使命，承担我国约80%的发射任务，成为支撑中国航天梦的中流砥柱。
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至此，我国的中型运载火箭全部登场。若要在近地轨道发射超过20吨的载荷，就必须依靠大型运载火箭。
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“长征三号乙”与“长征七号”结构对比
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转运到发射塔架的“长征七号”/摄影 宿东
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“长征七号”是为满足我国载人航天工程发射货运飞船而全新研制的新一代中型运载火箭，采用了新型液氧煤油发动机和绿色、低温又高能的液氧煤油燃料。起飞时，6台120吨级大推力发动机可提供超过700吨的推力，将大幅提升我国进入空间的能力。
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叁 大型火箭的博弈
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2014年10月，海南文昌航天发射场建成。相比我国其他航天发射场，文昌航天发射场有着诸多优势。
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首先，这里纬度低，接近赤道，可充分利用地球自转速度，提高火箭的运载效率。譬如与酒泉卫星发射中心相比，文昌航天发射场在发射地球静止轨道卫星时，火箭变轨和飞行距离更短，卫星入轨定点的质量可提高16.3%～18.5%。
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其次，作为中国首个沿海发射基地，其东南方向1000千米内几乎都是海洋，保证了火箭残骸坠落的安全性。而发射场附近的便捷海运，还可让火箭部件彻底摆脱3.35米直径的铁路运输限制。
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至此，万事俱备，中国第一枚大型运载火箭——“长征五号”（CZ- 5）横空出世。它虽然是两级火箭，却高达近57米，相当于一座近20层的高楼，几乎与现有的三级火箭不相上下。其中间芯级直径由3.35米增加至5米，4个助推器直径由2.25米增至3.35米，是名副其实的“庞然大物”，人送外号“胖五”。
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相较于“长征七号”，“长征五号”中间芯级完全改用“液氢+液氧”组合的低温推进剂，并配置全新的发动机，助推器的发动机数量也翻倍至8个。起飞时，共计10个发动机将同时点火喷射，起飞推力增加约50%，近地轨道载荷可达到约25吨。这是中国迄今为止起飞质量最大、芯级直径最大、运载能力最强的火箭，仅次于美国“重型猎鹰”运载火箭、德尔塔IV型重型火箭，在世界现役火箭阵营中位列第三。
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海南文昌航天发射场/摄影 陈肖
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海南文昌航天发射场是我国第一个开放性滨海航天发射基地，这里纬度低、视野开阔、海运便利，承担着深空探测、载人航天、空间站等发射任务。同时，作为开放性发射基地，这里已成为航天科普的重要基地。
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蓄势待发的“长征五号”运载火箭/摄影 陈肖
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“长征五号”是一款低温大型运载火箭，火箭全长近57米，约有20层楼高，是我国目前运载能力最强的火箭，帮助我国实现了从中型到大型火箭的跨越和升级换代。
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2016年11月3日，第一枚“长征五号”在万众瞩目下首飞成功，并首次利用“远征二号”火箭上面级[2]将卫星直接送入地球静止轨道。
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2020年7月23日，“长征五号”成功将火星探测器“天问一号”送入地火转移轨道，迈出了自主开展行星探测的第一步。
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