長徵九號火箭出生就面臨落後?載人登月使用長徵九號還是921?

2020-10-25 失落代號

作為我國未來國之重器的超重型火箭「長徵九號」,承擔著我國未來載人登月、深空探測,甚至登陸火星星辰大海夢想,一直備受航天愛好者的關注。然而最近網絡有消息傳出,「長徵九號」還沒立項並且可能面臨出生就落後,載人登月使用的火箭將是921火箭!

美國SLS和中國長徵九號火箭

長徵九號火箭

「長徵九號」是我國規劃未來的一代超重型火箭,其高度可達103米,直徑最大達到10米,預計
起飛重量4137噸,起飛推力達到5873噸(最終版)。LEO運載能力達到驚人的140噸,超越美國歷史上最大火箭土星5號的130噸!LTO(地月轉移軌道)運載能力約50噸,意味著可以將50噸的東西運輸到月球,對於未來月球建設、開發意義重大,是確保我國在未來太空競爭中不落後的重要利器,計劃於2030年前完成首飛。

我國空間站核心艙模型

目前網上「長徵九號」公開的資料不多,目前只是說已經完成深化論證,先期關鍵技術攻關、方案深化論證階段已於2016年6月正式批覆立項,但是沒有進一步消息透露,也沒有查到「長徵九號」立項的消息。

中國航天Logo

另外網上還有一種不看好「長徵九號」火箭的聲音,不是認為我國造不出來,而是長九一出生可能就面臨落後的狀況。「長徵九號」是傳統的大推力發動機和助推器組合形式(土星5號結構),隨著商業航天的快速崛起,復用火箭的出現大幅度拉低發射成本,傳統火箭面臨高成本難以找到客戶的狀況。另外近幾年核動力火箭等新概念火箭又開始炒作,傳統火箭不被看好聲音日益高漲。

馬斯克的火星大會

世界超重型火箭狀況

自從「土星5號」退役以後,世界已經沒有現役的超重型火箭。雖然說重型火箭和超重型火箭沒有明確的劃分標準,但是我國長徵五號乙25噸的LEO運載力算重型,重型獵鷹63.8噸LEO運載力也算重型火箭,那麼超重型一般也要70噸以上吧。

SLS火箭芯級

目前世界上公開在研製的超重型火箭除我國的「長徵9號」外,還有俄羅斯的葉尼塞及頓河兩款超重型火箭,這兩款火箭最大LEO運載力均超過100噸,首飛計劃時間分別是2028年和2029年。不過從目前俄羅斯狀況看來,能否按時完成兩款超重型火箭還是有待疑問。當然,目前超重型火箭進展最快的是美國,SLS(太空發射系統)目前已經基本完成,進入最後測試中,預計在2021年首飛。

SLS火箭演變

除此之外,美國Spacex星艦一級的超重型獵鷹,也是妥妥的超重型火箭。超重獵鷹預計配置28臺猛禽發動機,總推力超過7000噸,LEO運載力雖然沒有確定,但是超過100噸是毫無疑問的,而且還能復用!更令人誇張的是,目前剛開始組裝的超重型獵鷹火箭,明年就要進行入軌測試!

星艦SN8對接

2020年航天大會展示的新一代載人火箭

今年我國航天大會上展示的新一代載人火箭為為CBC結構,也就是傳聞中的921火箭,而根本沒有提及「長徵九號」。所以很多忠實於「長徵九號」的航天迷感到失望,甚至還出現「**已死,有事燒紙」的悲嘆。

航天大會展示載人火箭

CBC結構也就是公共核心助推器結構,說白了就是幾枚火箭組成一個大火箭,德爾塔IV重型、重型獵鷹已經驗證這種方式的可行性。拋開技術和安全性來說,這種火箭最大的好處是可以使用原有的火箭及發動機,無需重新研究新火箭,節約成本、時間,提高效率。

921火箭和長徵5號

我國新一代921火箭就是CBC結構,預計最快2022年首飛。公開資料顯示其高約90米,起飛質量2000噸,LEO運載力70噸,LTO運載力約25噸。可以發射我國的新一代載人飛船和登月艙,也就是說只要發射兩次就可以滿足載人登月要求。

總結

我國計劃2028年~2030年進行載人登月,如果目前「長徵九號」還沒有立項,這個時間點是很難趕上了,所以載人登月使用的很大可能不是「長徵九號」火箭,而是921火箭。

載人登月初步方案設想

「長徵九號」到現在還沒公開整體立項,估計設計概念還有很多沒確定的。但是作為國之重器,不能因為沒有跟上世界最先進概念就放棄,可以不是行業頂尖但一定要有!畢竟我國是要具備全面能力,打破某些壟斷,不能像日本追求小而精的路線。雖然說長九是傳統的火箭,但是世界能造出巨型火箭的國家頂多也就三個,某名人說的一句話也很有道理,在航天上,什麼叫先進,落後美國30年內的就叫做先進!

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    就是基於新一代載人運載火箭的月球軌道交會對接方案,結合去年航天大會公布的登月方案可知長徵九號已經不在首輪登月任務的裝備序列之中,大洋彼岸阿爾忒彌斯載人重返月球計劃也是月球軌道交會對接方案。目前該型火箭已經過多輪研製迭代,成功試製了高效傳力的箭體結構,包括5米級共底燃料貯箱、錐形後底煤油貯箱、後過渡段、七機並聯發動機安裝梁、發動機小機架等設備,相較於長徵九號該型火箭動力系統不存在短期內無法攻克的瓶頸,YF-100K 已進行多輪長程熱試車,YF-75D更是成熟的貨架產品。
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    長徵九號最初的追趕目標瞄準戰神五號,近地軌道運力高達130噸 長徵九號重型火箭的出現絕非偶然,美國啟動了重返月球的星座計劃並研製戰神五號重型火箭,我國啟動月球探測工程以後也開始進行載人登月的論證探討。探月工程第一階段和第二階段使用現有的長徵三號火箭發射,而第三階段的取樣返回則要使用正在研製、今年即將發射的長徵五號大型火箭。月球取樣返回任務尚且需要運力比現有火箭提高2倍多長徵五號火箭,載人登月需要運力更大的火箭,參照美國的阿波羅的土星五號火箭和星座計劃的戰神五號火箭,我國長徵九號火箭論證初期運力指標也瞄準戰神五號的130噸運力。
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    不過,要實現載人登月,僅僅依靠現在的長徵五號是遠遠不夠的,還需要更強大的運載火箭,此前我國計劃中的載人登月火箭有長徵九號和921火箭,可是在最近開幕的2020航天大會上,這個計劃有了調整。,公開了有關中國載人登月的最新設想報告,其中最重要的部分,是俗稱921火箭的新一代運載火箭直接扛起了中國載人登月的大旗,而原先被寄予眾望的長徵九號已經消失在最新版的方案中了。
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