“一個民族有一群仰望星空的人,他們才有希望”—黑格爾
距離上次發射任務失利過去了900多天之後,12月27日,有著“胖五”綽號的中國長征五號遙三運載火箭在中國文昌航天中心成功發射升空,這標誌著中國具備了發射更重的航天器材的能力,對於中國後續多項重大的航天任務具有重要的支撐作用。
火箭的運載能力有多大,太空的舞臺就有多大,中國需要重型運載火箭改革開放以來,中國航天事業發展成就舉世矚目,尤其是在大型工程、攻關專案方面。2030年之前,中國航天任務非常飽滿,許多工載荷重,難度高,比如載人航天、空間站計劃、探月工程三期、火星探測、大型衛星等,如果沒有重型運載火箭的支撐,是難以完成的。本次“胖五”運載的“實踐二十號”通訊衛星,就是一枚重達8噸大型衛星,反超美國,創下了世界紀錄。
毫無疑問,中國需要重型運載火箭,甚至希望造出超級運載火箭、超級核動力運載飛船。隨著人類太空開發的不斷深入,載人旅行、外星探測、空間站、外星基地、物資運輸等都需要航天器巨大的運載能力,這足以說明火箭運載能力的重要性。
但是我們與美俄相比,重型運載火箭的差距還比較大相比美國、俄羅斯的重型運載火箭,“胖五”的各項指標遜色一籌,長征五號發射重量860噸,近地軌道運載能力25噸。目前現役重型運載火箭首屈一指的是美國太空探索技術公司(SpaceX公司)的獵鷹9號重型運載火箭,火箭發射重量1420.8噸、近地軌道運載能力63.8噸。歷史上,運載能力的巨無霸是50年前執行阿波羅計劃的美國的土星五號運載火箭,起飛重量達到3038噸,近地軌道運載能力達118噸,目前還沒有任何一種火箭超過它,俄羅斯的能源號運載火箭與美國的土星五號不相上下,近地軌道運載能力105-135噸。
另外,近年來SpaceX公司火箭業務商業邏輯和運作模式從某種程度打破了航天產業的原有模式,具有一定的革命性和顛覆性,它旗下獵鷹系列火箭不但能力強,而且由於採用了可回收技術,發射成本下降很多,這倒逼全球火箭商業發射領域必須研發價效比更高的火箭參與競爭,中國火箭商業發射歷來以成功率高、價格低而在全球獨佔優勢,這一優勢正在面臨挑戰,中國明年計劃發射的長征8八號運載火箭就是一款使用可回收技術的商業運載火箭。
重型運載火箭製造難度非常大幾十年前美國、俄羅斯都已經造出來的重型火箭,而今天我們 “胖五”的運載能力只有他們的四分之一到五分之一,從最近各路媒體的報道分析,重型運載火箭研製難度難度非常大。
發射重型火箭技術一直是美國和俄羅斯的專利,重型火箭技術複雜,發射風險也高,只有航天技術積澱深厚的美俄兩國敢玩,據業內專家介紹,重型火箭技術難點非常多,但最重要的一個是火箭發動機,另一個是多臺發動機的動力輸出控制技術。美國的獵鷹9號重型火箭是目前運載火箭發動機最多的火箭,採用了三組27臺梅林1D發動機同時工作。1973年土星五號停產後,大推力火箭發動機一度只有俄羅斯掌握,甚至美國人也需要從俄羅斯進口火箭發動機。
2028年中國將發射自己的重型運載火箭從這次中國發射長征5號來看,中國在這個領域已經取得了長足的發展,但隨著中國大規格利用空間資源、大規模開展深空探測的推進,重型運載火箭顯得即關鍵又緊迫。
根據新華社早前的相關報道,中國重型運載火箭長征九號研製任務正在進行關鍵技術深化論證階段,長征九號的芯級箭體直徑9.5米級、近地軌道運載能力50噸至140噸、奔月轉移軌道運載能力15噸至50噸、奔火轉移軌道運載能力12噸至44噸。
在大推力發動機、大直徑結構等一系列關鍵技術實現突破的情況下,長征九號運載火箭將有望在2030年前後首次發射,最快2028年完成首飛。屆時,中國重型運載火箭綜合性能和運載能力將達到國際先進水平。