中國載人登月調整,921火箭成主力,可能趕在美國之前實現目標

2020-09-20 黑貓機長

今年11月24日,我國將在文昌航天發射中心,用長徵五號發射嫦娥五號月球探測器,進行採樣返回。而我國月球探測的最終目標,是載人登月,並在月球建立基地。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。

今年航天大會調整了中國的載人登月計劃

據媒體報導,在今年的航天大會上,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。

921火箭取代長徵九號扛起大旗

長徵九號是一個龐然大物,它的近地軌道運載能力達到188噸,LTO奔月軌道運載能力65噸,超過了當年美國的「土星5號」。而新921火箭的近地軌道運載能力運載能力只有70噸左右,LTO奔月軌道運載能力不低於25噸。從數據上看,兩者的差距十分巨大。

最大的那個就是長徵九號,比長徵五號大多了

新921火箭和長徵九號對比,還是要小一些

不過,正是如此巨大的運力,才導致長徵九號研製困難重重,到目前為止,它只在2019年3月24日,完成了500噸級液氧煤油發動機燃氣發生器和渦輪泵聯動試驗,其他部分依然在探索當中。而目前,921/921H火箭的一級原理樣機已經研製出來,芯一級和助推器的七臺YF-100K發動機已完成300S的長程試車,第二代上面級YF-75D膨脹循環氫氧發動機早已成功。預計在2022年秋天就可以進行首飛,也有可能推遲的2025年,2024年具備執行天宮空間站艙段平臺的發射能力,2030年有望實現中國載人登月,而彼時,長徵九號如果發展順利的話,才可能剛剛進行第一次試射。

新921火箭

所以說為了保證進度,新921火箭才是最佳的選擇。況且新921火箭設計理念更接近馬斯克的「獵鷹」9火箭,走可回收路線,可有效降低運載成本。與此同時,目前已經確認新921火箭二、三級貯箱確認為共底貯箱,加之本身的21發並聯和CBC構型,更加貼近其「世界先進水平」的藍本。而長徵九號設計理念更接近傳統的運載火箭,更適合未來載人登陸火星。

新921火箭想像圖

長徵九號還是等載人登陸火星項目吧

當然,由於新921火箭運載能力遠遠不如長徵九號,所以我國的載人登月計劃也進行了調整,將登月艙和新載人飛船分別發射到月球軌道上,然後在月球軌道進行交匯對接,航天員轉移進登月艙,飛船在軌待命。登月艙著陸月球並返回,在月球軌道再次與飛船對接,並轉移航天員,最後新載人飛船點火返回地球,首次載人登月暫不考慮建立環月空間站。

中國載人登月方案

而有關飛往月球軌道的新一代載人飛船,它其實是與今年5月5日成功發射的新一代載人飛船試驗船同型的,都是模塊化建造,去月球軌道的只不過是在近地軌道飛船的基礎上增加一些新的模塊。不過,從這次航天大會的PPT中可以看出,飛往月球軌道的載人飛船外觀有非常明顯的變化,原定的逃逸塔消失。出現了四個穩定翼,隱約可見穩定翼下有內藏的發動機噴口,也就是說它有可能要從傳統的逃逸塔逃逸模式,改為SpaceX載人「龍」飛船和波音CST-100的「自備動力逃逸」模式,這是一個重大變化,值得關注。

我國新一代載人飛船,登月版外形又有所變化

世界各國現役載人飛船

當然,如果新921火箭的研製工作仍不能按時完成的話,我們還有一個備用方案,那就是用現在的長徵五號。不過,長徵五號雖然是目前全世界現役推力排名第三的重型運載火箭,但是它的近地軌道運載能力只有25噸級,同步轉移軌道運載能力也只有14噸級,所以只能將登月艙和新載人飛船一點一點搬運到月球軌道上,如同螞蟻搬家一樣,其複雜程度和難度,將超過新921火箭搭建起來的「月球快車」。

現在的長徵五號也能執行載人登月任務,但要螞蟻搬家

我國載人登月艙

根據這次航天大會透露出來的信息,用什麼火箭,用什麼飛船,如何登月,這三個關鍵問題的思路已經基本清晰,這是目前「多快好省」載人登月的最佳路徑。如果為了大而全,研製傳統的一次性重型火箭登月長徵九號,反倒會拖累整個進度。而現在的方案,只要美國人在SLS重返月球上再拖延個三五年,也許我們會趕在美國之前實現目標。

921火箭的確定,可能會讓我國趕在美國重返月球之前實現目標

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    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,而是長九一出生可能就面臨落後的狀況。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」。
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    ,而新一代重型載人火箭就是我國載人登月工程的主力運載工具。世界最大直徑共底液氧煤油貯箱由於得到載人航天工程的大力支持,因此921新一代載人火箭進展十分迅速,YF-100K今年年初剛剛完成300秒長程試車,僅間隔10個月就實現500秒長程試車,除此之外還攻克了世界最大直徑錐形後底煤油貯箱
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    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,並且面臨出生就落後狀況,載人登月使用的火箭是921火箭!
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