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  • 1 # 科技小哼

    從現在來看,長征五號不夠到能登月的水平,最早得得上長征九號了吧!

    附圖圖是美國土星五號,太空梭,戰神,戰神V,IV戰神和戰神SLS

    最左側是目前使用過的最高、最重、推力最強的運載火箭,左四是被取消的戰神五號,近地軌道推力130噸,換一種說法是,需要火箭擁有三位數的LEO運載能力才能實現載人登月。從英文維基(Long March (rocket family))查得尚未發射的長征五號LEO為25噸,還在研製的長征九號LEO為130噸。

    現有的長征七號LEO13.5噸得湊多少個才能湊到100噸呢,當然未來登月計劃(包括NASA)的趨勢是人、貨分開發射,也就是說透過多個火箭將物資發射,在軌對接後飛向月球。但在軌對接也是要燃料的,多一次對接多一重風險——“使用五支長征五號實現載人登月”實在是風險性太大,所以大概這個方案也沒有繼續研究下去。

    想用最左側兩款小火箭的綠條湊到最高的三個綠條的高度,風險係數還太大。

    “如果國家下決心,我們完全有可能在2025年前後實現載人登月。”

  • 2 # 魑魅涅磐

    長征七號運載火箭說白了就是一個換了高效能環保發動機的長征2F運載火箭,藉助推力更大的發動機由此帶來相比長征2F號火箭更大的LEO軌道和相比長征三號更大的GEO軌道發射載荷,但是本質上還是一款中型運載火箭,而且按照計劃待長征七號運載火箭成熟穩定後,將逐步替代現役的長征二/三/四號運載火箭。而登月活動不管是載人登月還是發射無人登月器到月球,對於發射載具火箭的載荷還是有一定要求的。首先以更為簡單的無人登月發射來說,中國現階段已經成功發射了嫦娥一號至嫦娥四號探月器,並且取得了相當大的成功。而這四次登月活動都是由現役的長征三號運載火箭完成的。剛開始也說過了長征七號運載火箭是是要取代現役的嫦娥三號運載火箭的,而且長征七號運載火箭在換裝了推力更大的液體火箭發動機後,在LEO和GEO軌道運載力上相比長征三號運載火箭都有相當大的提升,所以用長征七號運載火箭是可以實現無人登月活動的。但是僅限於登月探測,不包括登月取樣返回等活動。但是要想實現載人登月對於發射載具運載火箭的LEO軌道運載力要求不低於100噸,因為牽扯到載人登月需要額外的航天員服務系統和登月艙以及返回艙等,所以整個登月器質量至少在100噸左右。比如美帝當年實現載人登月的土星五號重型火箭的LEO軌道最大運載力達到了118噸,可將45噸的有效載荷送入月球軌道,中國正在研發中的長征九號重型火箭就是一款專為載人登月研發的,其LEO近地軌道的運載力也達到了130噸。那麼對於長征七號運載火箭最大隻有13.5噸的LEO近地軌道運載力而言,單次發射根本無法實現載人登月,單次不行可以用連續多發在近地軌道拼湊的方式解決嗎?還真的抱歉,以長征七號運載火箭最大13.5噸的LEO運載力,湊等湊多少發啊,而且就算是採用在軌對接的方式實現,但是在軌對接首先會額外消耗大量的燃料,而且多一次對接多一次風險,像長征七號運載火箭最大13.5噸的LEO軌道運載力,最少也得對接三次,但是多對接一次多一次風險。早前LEO近地軌道最大運載力達到25噸的長征五號運載火箭,就曾計劃在長征九號還未出現前,試圖透過在軌對接的方式實現載人登月,但是也因為風險太大而放棄,畢竟這是載人登月,風險背後需要承擔的風險和損失是無法預估的。

  • 3 # 科普大世界

    5月8日下午,中國新一代載人飛船順利降落東風著陸場,代表著該型飛船首次試驗圓滿落幕,而這一款飛船的主要任務之一就是為了登陸月球,隨著後續的試驗,該型飛船的功能和安全保障將趨向於完善,並將擔負起中國的載人登月任務從航天員登陸月球並在地月之間往來的重任,看來中國的載人登月飛船已經有著落了,那麼載人登月火箭要用哪一款呢?

    可能很多朋友都會認為是長征五號,畢竟它是中國目前推力最大的火箭,也是全世界現役第二大的火箭,近地軌道運載能力高達23噸,但是這是它在地球近地空間的發射能力,而稍遠的地球同步轉移軌道的運載能力只有14噸,而地月轉移軌道的運載能力就只有8噸左右了,而新一代載人飛船的登月版重達22噸左右,很顯然,長征5號火箭不具備這樣的推力。

    那麼中國用哪款火箭來發射新一代載人飛船,實現中國的載人登月夢想呢?

    會是長征七號系列火箭嗎?它也是中國的一款新型火箭,其實只要看一眼長征七號的運載能力就明白了,它的近地軌道運載能力大約為14噸,地球同步轉移軌道大約為5.5噸,地月轉移軌道的運轉能力當然就更小了,所以載人登月火箭不可能是長征七號,不過用它來進行月球無人探測器的發射倒是可以的。

    那麼會是傳說中的長征九號火箭(CZ-9型火箭)嗎?相信中國航天事業的朋友,大概都聽說過長征九號火箭,這是已知中國目前在沿著最大型號的火箭,具備超越史上推力最大火箭——美國土星五號火箭的能力,其箭體芯級直徑達9.5米,其起飛質量最大約4200噸,最大起飛推力超5800噸,近地軌道運載能力可達140噸,地球同步轉移軌道運載能力接近70噸,地月轉移軌道約50噸,地火轉移軌道約44噸,可見,這款火箭可以一次推送兩臺新一代載人飛船前往火星,用它來發射新載人飛船登陸月球當然沒問題了。

    ↑最左側為長征九號火箭

    但是,用長征九號火箭這種超重型運載火箭發射只有22噸的新一代載人飛船送往月球,還是有點小題大做了。而且長征九號的研製和生產工作中的技術困難也不少,首先它需要大推力發動機,箭體、防護罩、燃料儲藏箱等也都十分巨大,對大尺寸部件製造工藝形成挑戰,需要一定的時間來設計製作,按照現有的該型號火箭的首飛時間可能不會早於2028年,但是中國的載人登月計劃不想等這麼久。因此中國的載人登月計劃呼喚一種新的火箭來完成它,於是,“921火箭”應運而生。

    可能很多朋友還都沒有聽說過“921火箭”是怎麼回事,但是大家應該都知道美國SpaceX公司的重型獵鷹火箭,其三發並聯的一級火箭讓人印象深刻,近地軌道運載能力高達63.8噸,地球同步轉移軌道約26.7噸,地月轉移軌道運載能力約20噸,地火轉移軌道運載能力約16.8噸,是現役推力最大的火箭,其之所以推力巨大,是因為三發並聯的一級火箭安裝了27臺梅林1D發動機,而中國的921火箭就與其相似,甚至有人稱就是受這種火箭結構的啟發而決定研製的(實際上研發意願要比重型獵鷹出現的時間早很多)。

    ↑發射臺上的重型獵鷹火箭

    ↑航展中展示的“921型火箭”

    從已有的訊息來看,921火箭採用3級半的CBC構型,由芯一級火箭與兩枚助推器並聯而成,一級推力包含21臺YF-100K泵後襬液氧煤油發動機,根據最新的發動機試驗資料來看,每臺可產生約130噸的推力,一共可產生2730噸左右的推力。比重型獵鷹火箭的運載能力更強,近地軌道運載能力可超70噸,地月轉移軌道運載能力可達25噸,完全能滿足將新一代載人飛船送往月球的需要,所以未來將新一代載人飛船送上月球的火箭將並非長五和長九,將是這款“921火箭”,而且它還會參與中國的空間站建造以及深空探測等航天任務。

    ↑左一為921火箭,中間為長征九號火箭,右側為長征二號f型火箭。

    這款火箭的最大起飛質量約2200噸,至少相當於2.5臺長徵五號標準型火箭的重量(每發859~879噸),還大,或者12臺波音747大型客機的重量(每架162~185噸),這款火箭的主要技術難點是要解決多臺發動機並聯的技術,前蘇聯的N1超重型火箭(一級火箭有30臺發動機)就是因為沒有解決好這種技術而失敗的,但是重型獵鷹火箭卻基本解決了這一技術難題。

    ↑前蘇聯N1型火箭

    ↑美國重型獵鷹火箭

    目前關於這款火箭的訊息較少,不過它的身影已經在珠海航展上亮相過,實際上該型火箭目前還沒有一個官方名稱,它的“921火箭”的名稱也不是其代號,而是航天愛好者們以載人航天工程921代號為之冠名的,而且目前也還沒有關於這款火箭何時開始發射測試的訊息,一般認為2025年之前應該會對其進行幾次發射試驗,2026年有可能依靠這款火箭和新一代載人飛船進行中國的首次載人登月活動,當然目前這些還都只是猜測。(有說法認為這款火箭在2022年可能進行無助推器首次試飛,因為發動機以及很多部件和技術都是現成的,設計和製造起來比較快,但也有人認為要2026年後才首飛。)

    ↑注意:圖上面的火箭被認為是傳說中的921火箭,上面有逃逸塔,而且與新一代載人飛船擺放在一起。

    參考資料:

    《環球時報》5月8日文章《揭秘中國未來載人登月探火“新飛船”》

    《環球時報》5月8日文章《中國新一代載人飛船試驗船返回艙成功著陸》

    《環球網》2019年12月17日文章《NASA宣佈載人登月巨型火箭建造完成:2024年重返月球》

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