重型火箭

2014年12月7日，長征四號乙運載火箭在太原衛星發射中心將中巴地球資源衛星04星送入太空。至此，長征系列運載火箭實現第200次發射。中國航天科技集團董事長雷凡培接受新華社記者採訪時說，中國將在未來7年內完成運載火箭的第300次發射。

此外，長征五號、七號火箭也將儘快實現首飛，重型運載火箭有望在2030年左右實現首飛，可滿足載人登月需求。

對於火箭而言，運載能力、快速進入空間能力、安全性能又至關重要。隨著航天技術的不斷發展和進步，未來長征系列運載火箭面臨著更新換代。中國已經規劃了長征系列運載火箭未來的發展型譜，採用新型的無毒無污染液氧煤油和液氫液氧推進劑，構建了新一代大、中、小型運載火箭的發展序列。

雷凡培向透露，中國新一代運載火箭長征五號關鍵技術已經突破，正在進行後期的驗證工作，預計2年之內在海南發射場實現首飛。長征五號近地軌道運載能力25噸，地球同步轉移軌道運載能力14噸，與國際上主流運載火箭的運載能力相當，是現役的長征系列運載火箭最大運載能力的兩倍左右，今後主要用於發射大噸位的近地軌道航天器，如空間站、大型低軌遙感衛星等。

此外，長征七號是中型無毒無污染的運載火箭，可以把13．5噸的有效載荷送入近地點200公里、遠地點400公里、傾角42°的地球近地軌道，將承擔載人航天貨運飛船等發射任務，目前正處在研製階段的末期，預計明年將進行首次飛行試驗。

作為支撐載人登月任務的重型運載火箭研製工作備受關注。目前，美國、俄羅斯重啟研製重型火箭。中國也在開展技術攻關。“我們計劃通過四五年的時間，突破重型火箭總體設計和關鍵技術攻關，此後完成重型運載火箭研製，2030年左右實現首次飛行。”雷凡培告訴記者，按照計劃，中國將在2016年發射天宮二號空間實驗室，並在隨後發射神舟十一號載人飛船和天舟一號貨運飛船與之對接，以突破和掌握航天員中期駐留、再生式生命保障以及貨運飛船補加等空間站關鍵技術，開展一定規模的空間應用。2018年前後將發射試驗性核心艙。

從1970年4月24日長征一號火箭成功將東方紅一號衛星發射到近地軌道至今，長征系列運載火箭已完成200次發射。其中，完成第一個100次發射歷時37年，成功率為93%。而完成第二個100次發射僅歷時7年，成功率98%，高於美國和俄羅斯。

展望航天發展，龍樂豪說，發展重型火箭已經成為各國共識。據了解，目前世界上只有美國和前蘇聯研製了重型運載火箭，美國阿波羅載人登月計劃使用的就是重型運載火箭“土星5號”。

龍樂豪透露，中國的重型火箭還沒有獲得國家的正式立項，前期的關鍵技術攻關和探索正在進行。如果未來重型火箭研製成功，就可以承擔載人登月項目。

那麼，如果不使用重型火箭，還有沒有載人登月的辦法？龍樂豪介紹，也可以利用以長征五號的拓展型火箭，通過三次發射、兩次環月軌道交會對接完成載人登月，這樣有望在10年內實現2-3人登月。

他解釋說，第一次發射，將登月艙下降級發射到環月軌道，並繞換環月軌道運行。第二次發射，將登月艙上升級與節點艙發射到環月軌道，並在環月軌道與登月艙下降級進行對接。第三次發射，將載有航天員的返回艙發射到環月軌道，並在環月軌道與登月艙和節點艙完成對接，航天員到達登月艙並登陸月球。在登月任務完成後，航天員可乘坐登月艙回到環月軌道與節點艙和返回艙對接，最後乘坐返回艙回到地球。

SpaceX公司的工程師們正在研究如何規劃未來航天發展路線，前不久SpaceX公司測試了可自主返回的火箭，並正在設計更強大的火箭，即重型獵鷹火箭。雖然重型獵鷹火箭目前還不存在，但該火箭的基本組件已經在使用了，這是因為重型獵鷹火箭使用了獵鷹火箭的第一級發動機，前者擁有三個主芯級捆綁。從圖中可以看出重型獵鷹火箭更加龐大，能夠提供更強的推力，將更重的載荷送入軌道，更重要的是重型獵鷹火箭也會使用可重複使用火箭發動機，因此其發射單價也將足夠實惠。

目前獵鷹火箭已經更加成熟，在前幾次的發射任務中將龍式飛船徠送入軌道，並參與了國際空間站的補給任務。如果使用更強大的重型獵鷹火箭，那麼就可以在一次發射任務中將更大的物件送入軌道，根據SpaceX公司的估計，重型獵鷹火箭能夠將53噸的貨物送入軌道，相當於一架波音737客機。近幾年，SpaceX公司一直致力於研究可重複使用火箭，其使用梅林-1D發動機，獵鷹火箭上使用9台梅林-1D發動機作為第一級，而重型獵鷹火箭上使用了27台梅林-1D發動機，推力接近400萬磅，相當於18架波音747的動力。

梅林-1D發動機是獵鷹火箭能夠可重複使用的關鍵，SpaceX公司還設計了一種可自主航行的駁船，火箭能夠在駁船上降落，實現可重複使用。該公司已經成功在陸地和海上上測試了可重複使用的火箭。前期多次海上測試過程中都出現了問題，火箭沒有安全降落在駁船平台上，並造成平台的損壞，但近期一次海上回收成功。SpaceX公司仍然認為可重複使用火箭技術不夠成熟，但這個模式是不會改變的，之後還會進行多次自主降落測試，降落地點位於海上移動平台上。

“運載火箭的能力有多大，中國航天的舞台就有多大。運載能力的大小，決定著空間應用水平的高低。”中國航天科技集團運載火箭技術研究院宇航部部長李同玉說，火箭的運載能力和安全性直接決定著衛星、飛行器等產品的使用效能，也直接彰顯一個國家的航天實力。

雷凡培說，得益於中國政府重視航天發展，特別是一系列重大工程的牽引，火箭研製生產能力得到很大提升，測試程序進行改革，也縮短了發射準備時間。“特別是我們完善管理體系，把對可靠性和安全性的追求放在第一位，確保了如此高的成功率。”

國際宇航科學院授予的航天領域最高獎項馮·卡門獎獲得者，原中國航天工業總公司總經理劉紀原說，中國長征運載火箭經歷了由常溫推進劑到低溫推進劑、由末級一次啟動到多次啟動、從串聯到並聯、從一箭單星到一箭多星、從載物到載人的技術跨越，具備了發射低、中、高不同地球軌道不同類型衛星及載人飛船的能力，近地軌道運載能力達到8．6噸、中地同步軌道運載能力達到6．2噸、地球同步轉移軌道運載能力達到5．5噸，入軌精度處於國際先進水平，能夠滿足不同用戶的多種需求。現有長征火箭還具備向月球及太陽系深空發射航天器的能力。