火箭是人類(lèi)進(jìn)行太空探索必不可少的運(yùn)載工具,沒(méi)有她,一切都是空談。運(yùn)載火箭按運(yùn)載能力可以分為:小型、中型、大型、重型四個(gè)類(lèi)別。一般來(lái)講,按照近地軌道運(yùn)載能力LEO來(lái)劃分。LEO能力在2噸及其以下的火箭是小型運(yùn)載火箭。在2-20噸以內(nèi)的為中型運(yùn)載火箭,20-50噸的為大型運(yùn)載火箭,LEO近地運(yùn)載能力達(dá)到50噸及其以上的為重型運(yùn)載火箭。外國(guó)與俄羅斯都曾有過(guò)重型運(yùn)載火箭,目前我國(guó)最大運(yùn)載能力的火箭是長(zhǎng)征五號(hào),屬于大型運(yùn)載火箭,那我們距離擁有重型運(yùn)載火箭還有多遠(yuǎn)的距離。
我國(guó)在衛(wèi)星發(fā)射領(lǐng)域使用的運(yùn)載火箭種類(lèi)很多,能夠滿足發(fā)射需求,選擇也具有靈活性,但是,對(duì)于深空探測(cè),以及載人登月甚至以后的載人登火,這些任務(wù)所需的重型運(yùn)載火箭則還是空白。為了填補(bǔ)這樣的空白,“長(zhǎng)征九號(hào)”應(yīng)運(yùn)而生。與長(zhǎng)征家族內(nèi)的其她運(yùn)載火箭相比,長(zhǎng)征九號(hào)是一位“巨人”,她是我國(guó)現(xiàn)階段正在研制的最大的運(yùn)載火箭,運(yùn)力與土星五號(hào)相當(dāng),甚至有過(guò)之。
2016年,長(zhǎng)征九號(hào)運(yùn)載火箭關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及方案深化論證階段正式立項(xiàng),有望于2030年前后實(shí)現(xiàn)首飛。長(zhǎng)征九號(hào)經(jīng)歷了多次改版,2021年6月24日,我國(guó)火箭專(zhuān)家龍樂(lè)豪院士在參加一次活動(dòng)時(shí)公布了現(xiàn)階段的長(zhǎng)征九號(hào)具體數(shù)據(jù),目前人們習(xí)慣稱(chēng)之為“2021版本”,2021版的長(zhǎng)征九號(hào)比上一個(gè)版本還要大,運(yùn)力也更強(qiáng),LEO能力從原先的140噸提升到了150噸。火箭長(zhǎng)度高達(dá)108米,新版的長(zhǎng)征九號(hào)在構(gòu)型上也一改往日風(fēng)格,原先的4個(gè)助推器也被拿掉了,也就是說(shuō)長(zhǎng)征九號(hào)不使用助推器,上一版本的芯一級(jí)火箭是4個(gè)助推器與12臺(tái)YF-130液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)組成,現(xiàn)版本的芯一級(jí)火箭則只有16臺(tái)YF135液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī),雖然減輕了重量,但是推力并沒(méi)有降低。YF135液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)將是我國(guó)單噴管推力最大的發(fā)動(dòng)機(jī),高于外國(guó)SpaceX公司正在研制的液氧甲烷猛禽發(fā)動(dòng)機(jī)。
人類(lèi)探索太空的能力,基本上來(lái)說(shuō)取決于火箭的推力,這句話是基本沒(méi)有什么問(wèn)題的,一個(gè)大推力的火箭能夠送更重的載荷進(jìn)入太空,也就有了更多的探索空間。所以,不僅是我國(guó),外國(guó)與俄羅斯同樣看重重型運(yùn)載火箭的研制,比如NASA正在研發(fā)的SLS(Space Launch System)運(yùn)載火箭,外國(guó)由于航天飛機(jī)退出歷史舞臺(tái),急需重型運(yùn)載火箭的問(wèn)世來(lái)點(diǎn)燃希望火焰,SLS就是在這個(gè)背景之下誕生的。
SLS有兩個(gè)版本,載人版本近地軌道運(yùn)載能力70噸,貨運(yùn)版本近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到130噸。她的主發(fā)動(dòng)機(jī)由4臺(tái)RS-25組成,RS-25被譽(yù)為世界上最安全的以氫氧為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī),近100%的發(fā)射成功率,但是 ,面對(duì)極高的安全性,帶來(lái)的也是極高的造價(jià),一臺(tái)RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)造價(jià)四千萬(wàn)美元,在現(xiàn)如今逐步降低發(fā)射成本的大環(huán)境之下,這成本顯然非常高昂。
土星五號(hào)
2021年2月28日,外國(guó)宇航局副局長(zhǎng)史蒂夫·尤爾齊克表示,SLS的首次發(fā)射任務(wù)將在2021年中下旬進(jìn)行,眼看著時(shí)間已經(jīng)逼近,能不能如期進(jìn)行,現(xiàn)在還沒(méi)有更新確切的發(fā)射日期,我想多半仍需延期。
再來(lái)看俄羅斯,俄羅斯也有重型運(yùn)載火箭的研制計(jì)劃,俄航天集團(tuán)正在設(shè)計(jì)葉尼塞號(hào)重型運(yùn)載火箭以及加強(qiáng)版“頓河”號(hào)運(yùn)載火箭,前者LEO運(yùn)載能力至少100噸,后者則可以達(dá)到140噸,躋身世界頂級(jí)水平。然而,我們知道研制重型運(yùn)載火箭需要經(jīng)費(fèi)支持,并且這個(gè)數(shù)額不會(huì)少,這無(wú)疑會(huì)增加俄羅斯的財(cái)政壓力。俄羅斯現(xiàn)在每年的航天預(yù)算有25億美元,這預(yù)算似乎有點(diǎn)捉襟見(jiàn)肘了。
2021年5月24日,據(jù)俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)消息稱(chēng),俄羅斯國(guó)家航天集團(tuán)執(zhí)行總監(jiān)亞歷山大·布洛申科表示,打算用我國(guó)的重型運(yùn)載火箭發(fā)射本國(guó)登月載人飛船,這又是在釋放什么信息呢?是不是本國(guó)的葉尼塞重型運(yùn)載火箭項(xiàng)目延遲了呢?按照我國(guó)長(zhǎng)征九號(hào)的任務(wù)計(jì)劃,有望2028年實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)征九號(hào)的首飛任務(wù),而俄羅斯則希望在2030年前后執(zhí)行載人登月任務(wù),看來(lái)多半是自家的葉尼塞號(hào)運(yùn)載火箭的研制出了問(wèn)題。
在沒(méi)有能夠替代化學(xué)燃料火箭的科技出來(lái),從地表到太空,重型運(yùn)載火箭決定著未來(lái)的太空探索。