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按照“通用化、系列化、组合化”的设计思路，长征五号火箭由直径分别为5米的芯级模块、3.35米及2.25米的助推器模块，与50吨氢氧发动机、120吨液氧煤油发动机“组合搭档”工作，形成了一个完整系列的6种构型。据专家介绍，这种模块化组合设计，不仅能使长征五号火箭满足不同用户的多种需求，还形成了更强的运载能力，实现一箭多星，能降低单位质量的入轨成本。
在其800多吨的身体里，90%是零下252摄氏度的液氢和零下183摄氏度的液氧，被称为“冰箭”
回顾长征五号火箭的研制过程，完全可以称得上十年磨一“箭”。自2006年国家正式批准立项研制以来，航天人就一直亲切地称它为“大火箭”：一是外形巨大，光箭体直径就达5米，而目前我国现役火箭箭体直径最大的只有3.35米。二是起飞质量大，长征五号火箭起飞质量约878吨，具备近地轨道25吨、地球同步转移轨道14吨运载能力。三是作用大，长征五号火箭将完成质的飞跃，大幅提升我国自主进入空间的能力，把中国火箭送入包括美国和俄罗斯在内的世界主流火箭阵营。
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