刊登日期 : 13/12/2020
中国航天离不开“长征”运载火箭。从上世纪60年代开始发展的“长征”家族,至今已有10个系列和超过20个型号,其中近期曝光率最高、有“胖五”昵称的“长征五”系列,能应付现阶段探索月球、火星,以及建设太空站需要,但要运行带回火星土壤样本、甚至载人登陆火星等超高难度任务,仍要等待研发中的一款重型运载火箭。
中国航天|钱学森提发展航天
运载火箭的受吸睛程度,肯定不如“北斗”导航卫星、“嫦娥”和“天问”系列探测器。但无论是人造卫星、太空探测器,甚至是太空飞船和美国曾使用的穿梭机,其实本身都不具备摆脱地球引力的动力。它们要飞上太空,必须由运载火箭来“送货”,而中国航天打造的主力运载火箭就是“长征”家族。
“长征”家族的第一位成员,是上世纪60年代的“长征一号”。当时中国科技已突破不同射程导弹技术,被誉为“中国导弹之父”和“中国航天之父”的科学家钱学森遂于1965年去函中央,提出完成“两弹一星”(核弹、导弹和卫星)事业中最后“一星”的条件已经具备,应开始发展卫星技术,中国的航天事业也由此而来。
此后科研人员研制了中国第一颗人造卫星“东方红一号”,而作为配套的运载火箭,就是在“东风三号”导弹基础上发展而来的“长征一号”;导弹和运载火箭虽然用途不同,但技术上有一定相似。
1970年4月24日,直径2.25米、高29.9米的“长征一号”首次发射告捷,成功把“东方红一号”卫星送上太空近地轨道,中国成为继苏联、美国、法国和日本后,第5个能独立发射卫星国家。
“长征一号”成功后,“长征”家族也随着中国航天事业推进而迅速发展,并已按照发射任务和轨道高度需要,分成多个系列,超过20个型号(包括已退役和研发中)的运载火箭。
中国航天|现役火箭“胖五”最强
其中的“长征二号”和“长征四号”系列,主要用于发射2,000公里以内近地轨道、太阳同步轨道卫星和飞船,载人“神舟”飞船就是由家族中最高、达到58.34米“长征二号F”发射;“长征三号”主要负责中高轨道卫星和探测器,“北斗”导航卫星、“嫦娥”月球探测器的一至四号,都由该系列火箭护送上天。
而“长征五号”系列重型运载火箭肯定是目前人气最高的“长征”家族成员。它于2016年首飞,2020年接连把新一代载人飞船试验船、“天问一号”火星探测器和“嫦娥五号”送上太空,成为各界焦点。
“长征五号”高约57米,起飞重量约870吨,芯级直径5米,近地轨道的发射能力达25吨,离地更远的地球同步轨道14吨,地(球)月(球)转移轨道也达8吨,是中国现役起飞重量最大、直径最粗、运载能力最强的运载火箭,也是现阶段探索月球和火星任务的主力。
由它所衍生的“长征五号B”,配备了超大型整流罩,令运货空间更大,足以发射空间站的核心舱和实验舱。
只是“胖五”8吨地月转移轨道运送能力,还远不足以把中国太空人送上月球。上世纪60、70年代载人登月的美国“阿波罗”飞船,指挥舱重约30吨,登月舱约15吨,这些数字可作参考。
另外,属于新一代中型运载火箭的“长征七号”,在2016年首次发射,日后将逐步替代“长征”二至四号,承担80%左右的发射任务。它还将用于发射“天舟”货运飞船,为未来的太空站补给,并在条件成熟时用于发射载人飞船。
而采用可回收重复利用技术的“长征八号”,则在2020年12月首飞,日后主要负责太阳同步轨道卫星。
中国航天|重型运载火箭2030年前后首飞
至于2019年首次发射的“长征十一号”,属于小型固体燃料运载火箭,无须固定发射架,可以快速反应,还可用于海上发射。2019年6月5日,一枚“长征11号”在黄海海域升空,成为中国在海上发射的首枚运载火箭。
“长征”家族成员还有一个重量级成员,就是目前仍在研发中、尚未定名的“重型运载火箭”,而航天迷则习惯称它为“长征九号”。
它属三级半构型(由三组叠高的引擎,以及算作半级的助推引擎组成),有报道指高超100米,直径超过10米,是“胖五”的接近两倍,起飞推力则超过4,000吨,近地轨道发射能力为1540吨,地月转移轨道50吨,是“胖五”的5到6倍,地(球)火(星)转移轨道也达到35吨,总体实力甚至超过一直保持运载力纪录的美国“土星五号”(若单计起飞推力,苏联的“能源”运载火箭比“土星五号”更大)。
“土星五号”是何方神圣?把“阿波罗”飞船送上月球的超重型火箭是也。“土星五号”虽然极为强大,但实在太烧钱,当年每一发的价钱高达5亿美元,相当于同期一艘航空母舰的价钱,所以在阿波罗计划后便告退役。
这款重型运载火箭按计划在2030年前后首飞,届时中国不单具备载人登月的实力,发射到火星取回样本的射探测器也不是难事,甚至有可实力展开载人登陆火星的计划。
当然,美、俄两国,还有“Tesla”老板马斯克旗下的Space X,都在研发新一代超重型火箭,中国的重型运载火箭届时能否成为世界第一,还是未知之数。