展示中國航天實力 重型運載火箭載人登火

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  中國航天離不開「長征」運載火箭。從上世紀60年代開始發展的「長征」家族,至今已有10個系列和超過20個型號,其中近期曝光率最高、有「胖五」暱稱的「長征五」系列,能應付現階段探索月球、火星,以及建設太空站需要,但要執行帶回火星土壤樣本、甚至載人登陸火星等超高難度任務,仍要等待研發中的一款重型運載火箭。

中國航天|錢學森提發展航天 

  運載火箭的受吸睛程度,肯定不如「北斗」導航衛星、「嫦娥」和「天問」系列探測器。但無論是人造衛星、太空探測器,甚至是太空飛船和美國曾使用的穿梭機,其實本身都不具備擺脫地球引力的動力。它們要飛上太空,必須由運載火箭來「送貨」,而中國航天打造的主力運載火箭就是「長征」家族。

  「長征」家族的第一位成員,是上世紀60年代的「長征一號」。當時中國科技已突破不同射程導彈技術,被譽為「中國導彈之父」和「中國航天之父」的科學家錢學森遂於1965年去函中央,提出完成「兩彈一星」(核彈、導彈和衛星)事業中最後「一星」的條件已經具備,應開始發展衛星技術,中國的航天事業也由此而來。

「長征」火箭由中國運載火箭技術研究院設計。該院1957年成立,一直是中國最大導彈和火箭研究、生產基地,首任院長就是「中國航天之父」錢學森。(網上圖片)

  此後科研人員研製了中國第一顆人造衛星「東方紅一號」,而作為配套的運載火箭,就是在「東風三號」導彈基礎上發展而來的「長征一號」;導彈和運載火箭雖然用途不同,但技術上有一定相似。

  1970年4月24日,直徑2.25米、高29.9米的「長征一號」首次發射告捷,成功把「東方紅一號」衛星送上太空近地軌道,中國成為繼蘇聯、美國、法國和日本後,第5個能獨立發射衛星國家。

  「長征一號」成功後,「長征」家族也隨着中國航天事業推進而迅速發展,並已按照發射任務和軌道高度需要,分成多個系列,超過20個型號(包括已退役和研發中)的運載火箭。

中國航天|現役火箭「胖五」最強 

  其中的「長征二號」和「長征四號」系列,主要用於發射2,000公里以內近地軌道、太陽同步軌道衛星和飛船,載人「神舟」飛船就是由家族中最高、達到58.34米「長征二號F」發射;「長征三號」主要負責中高軌道衛星和探測器,「北斗」導航衛星、「嫦娥」月球探測器的一至四號,都由該系列火箭護送上天。

  而「長征五號」系列重型運載火箭肯定是目前人氣最高的「長征」家族成員。它於2016年首飛,2020年接連把新一代載人飛船試驗船、「天問一號」火星探測器和「嫦娥五號」送上太空,成為各界焦點。

「嫦娥五號」總體重約8噸,已是「胖五」地月轉移軌道運送能力的上限。(圖片來源:中新社)

  「長征五號」高約57米,起飛重量約870噸,芯級直徑5米,近地軌道的發射能力達25噸,離地更遠的地球同步軌道14噸,地(球)月(球)轉移軌道也達8噸,是中國現役起飛重量最大、直徑最粗、運載能力最強的運載火箭,也是現階段探索月球和火星任務的主力。

  由它所衍生的「長征五號B」,配備了超大型整流罩,令運貨空間更大,足以發射空間站的核心艙和實驗艙。

  只是「胖五」8噸地月轉移軌道運送能力,還遠不足以把中國太空人送上月球。上世紀60、70年代載人登月的美國「阿波羅」飛船,指揮艙重約30噸,登月艙約15噸,這些數字可作參考。

  另外,屬於新一代中型運載火箭的「長征七號」,在2016年首次發射,日後將逐步替代「長征」二至四號,承擔80%左右的發射任務。它還將用於發射「天舟」貨運飛船,為未來的太空站補給,並在條件成熟時用於發射載人飛船。

  而採用可回收重複利用技術的「長征八號」,則在2020年12月首飛,日後主要負責太陽同步軌道衛星。

中國航天|重型運載火箭2030年前後首飛 

  至於2019年首次發射的「長征十一號」,屬於小型固體燃料運載火箭,無須固定發射架,可以快速反應,還可用於海上發射。2019年6月5日,一枚「長征11號」在黃海海域升空,成為中國在海上發射的首枚運載火箭。

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  「長征」家族成員還有一個重量級成員,就是目前仍在研發中、尚未定名的「重型運載火箭」,而航天迷則習慣稱它為「長征九號」。

  它屬三級半構型(由三組疊高的引擎,以及算作半級的助推引擎組成),有報道指高超100米,直徑超過10米,是「胖五」的接近兩倍,起飛推力則超過4,000噸,近地軌道發射能力為1540噸,地月轉移軌道50噸,是「胖五」的5到6倍,地(球)火(星)轉移軌道也達到35噸,總體實力甚至超過一直保持運載力紀錄的美國「土星五號」(若單計起飛推力,蘇聯的「能源」運載火箭比「土星五號」更大)。

「土星五號」1967年首飛,一共發射了13次,只有一次未能完成成功。圖為「阿波羅11號」1969年由「土星五號」發射升空,展開首次載人登月任務。(圖片來源:AP)

  「土星五號」是何方神聖?把「阿波羅」飛船送上月球的超重型火箭是也。「土星五號」雖然極為強大,但實在太燒錢,當年每一發的價錢高達5億美元,相當於同期一艘航空母艦的價錢,所以在阿波羅計劃後便告退役。

  這款重型運載火箭按計劃在2030年前後首飛,屆時中國不單具備載人登月的實力,發射到火星取回樣本的射探測器也不是難事,甚至有可實力展開載人登陸火星的計劃。

  當然,美、俄兩國,還有「Tesla」老闆馬斯克旗下的Space X,都在研發新一代超重型火箭,中國的重型運載火箭屆時能否成為世界第一,還是未知之數。

「長征」火箭名氣大,不少人會以為它是中國唯一的運載火箭家族。其實中國還有上世紀70年代至80年代初曇花一現的「風暴一號」,以及在2013年投入使用、主力快速發射的「快舟」運載火箭。另外,近年亦有民營公司投入研發運載火箭,例如2020年11月首次發射的「穀神星一號」。圖為發射車上的「快舟」運載火箭。(圖片來源:中新社)

 

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