目前,我國探月工程穩步推進中,按照「新華社」的報導,預計在今年11月份,我國將在文昌航天發射中心,用長徵-5號運載火箭發射「嫦娥五號」月球探測器,實現月球區域軟著陸及採樣返回。不過要想實現載人登月那麼大的工程,依靠長徵-5號運載火箭還是遠遠不夠的。
長徵-5號發射場景
而根據媒體的報導,近期舉行的2020航天大會上披露的PPT,可以看出我國對載人登月項目方案進行了很大的調整,其中最重要則是在最新登月方案中,沒了長徵-9號重型運載火箭的身影,轉而由新一代載人運載火箭(又稱921火箭)扛起中國載人登月任務的大旗。
航天大會上載人登月PPT
對於921火箭可能許多人會感到疑惑,而921火箭之所以不是「長徵-XX」的命名,主要是該火箭還未正式命名,官方的稱為還是是「新一代載人運載火箭」,只是1992年9月21日官方批准中國載人航天工程開始實施,代號「921工程」,所以這個新一代載人運載火箭也被稱為「921火箭」。
航展上的921火箭模型
據悉,921火箭在設計上與「重型獵鷹」運載火箭較為類似,注重重複使用的能力,採用了CBC構型,芯一級模塊和2個助推器都是「並聯」7臺YF-100K液氧-煤油發動機,整個一級火箭一共「並聯」了21臺發動機(曾經N1火箭並聯30臺、重型獵鷹並聯27臺發動機)。
921火箭芯一級介紹
在具體性能指標上,921火箭全長約85米,起飛質量約2200噸,最大起飛推力約2700噸,近地軌道運載(LEO)能力約為70噸,地月轉移軌道(LTO)運載能力約27.5噸,這個運載能力雖然不及長徵-9號,但是大幅超過了長徵-5號,理論上用於發射載人登月飛船不成問題。
921火箭與長徵-5號體型對比
當然,讓921火箭負責載人登月項目,並不是說就取消了此前登月方案中的長徵-9號重型運載火箭的研發。首先,長徵-9號重型運載火箭的設計指標較高,這使得長徵-9號研發難度較大、研發周期較長。
長徵-9號想像圖
其次,長徵-9號的起飛推力在5000噸以上、近地軌道運載能力則超過了140噸,用於載人登月的話會有很大的冗餘,所以未來長徵-9號的定位屬於建設月球基地以及載人登火星等更長遠的任務。
航展上的YF-100K發動機
另外,由於921火箭的設計指標不如長徵-9號那麼高,所以研發難度稍微低一些。而且921火箭的發動機屬於比較成熟的產品,如一二級火箭所用的YF-100K發動機,已經應用在長徵-5號、長徵-6號以及長徵-7運載火箭的芯一級和助推器之上;三級火箭採用的YF-75D氫氧發動機,則是屬於長徵-5號二級、長徵-7號三級所用YF-75的升級版。
sls火箭幾種構型
總之,按照目前的進度,921火箭有望在2025年之前進行首飛(長徵-9號研發順利也要在2030年首飛),這樣我國的載人登月計劃預計會比之前提前5年左右,只要美國的SLS重型火箭稍微延期個2-3年,我國完全有可能趕在美國重返月球完成載人登月。