人類工程的奇蹟第七期:全球9大超重型運載火箭

2021-01-14 騰訊網

超重型運載火箭(SHLLV)是指一種具備50噸或以上近地軌道載荷能力的運載火箭。超重型運載火箭是目前運載火箭中最大、最重、技術水準要求最高的運載火箭,目前能成功製造超重型運載火箭的國家只有中國、美國和俄羅斯這3個超級大國

下面,就讓我們一起來看一看全球9大超重型運載火箭都有哪些吧!

註:本排名以LEO(近地軌道載荷量)為評判基準。

第9名:藍色起源新格倫號-美國(LEO 45噸)

藍色起源是位於美國華盛頓州肯特市的私人太空公司,由亞馬遜公司創始人傑弗裡·貝索斯於2000年創辦,並於2014年進入軌道航天技術業務,最初是通過合同協議為其他公司提供火箭發動機。

2015年,藍色起源宣布計劃從佛羅裡達製造和飛行自己的軌道運載火箭新格倫號,這枚82米高的火箭將有能力將45噸的載荷提升到近地軌道。設計最多可重複使用100次,火箭的返回方式看起來與SpaceX獵鷹9號火箭相似。

目前新格倫號已經迎來了自己的第一位客戶——Eutelsat已經與藍色起源籤訂了發射地球靜止衛星的合同。

第8名:SpaceX獵鷹重型運載火箭-美國(LEO 63.8噸)

獵鷹重型運載火箭是SpaceX研發和製造的一款可重複使用超重型運載火箭,是獵鷹9號運載火箭的一個衍生構型。獵鷹重型運載火箭高70米,直徑3.66米,質量為1420噸,近地軌道載荷量達到了63.8噸,而其前輩獵鷹9號近地軌道載荷量僅為22.8噸。

獵鷹重型運載火箭一開始就按照載人標準設計,並具有向月球或火星發射載人任務的潛力,另外也可以發射小行星採礦所需要的重型挖掘機。

2018年2月6日獵鷹重型運載火箭首飛成功,首次發射中攜帶的有效載荷為該公司執行長伊隆·馬斯克的特斯拉Roadster跑車。

第7名:N1-L3運載火箭-蘇聯(LEO 95噸)

為了與美國阿波羅計劃競爭,蘇聯斥巨資30億盧布研發N1-L3超重型運載火箭,計劃用與阿波羅計劃類似的月球軌道會合方法將人送上月球。N1-L3高105米,直徑17米,重達2735噸,近地軌道載荷量為95噸。

N1-L3的研發可以說是一波三折。由於資金不足,時間倉促,1965年10月才開始研製,比土星五號晚了近4年。1966年總設計師謝爾蓋-科羅廖夫去世,N1-L3項目嚴重脫軌,四次發射N1的嘗試皆以失敗告終。其中第二次嘗試導致飛行器在升空後不久就墜回發射臺,並引起了人類歷史上最大的一次人工非核爆炸。

N1計劃於1974年暫停,1976年正式取消。蘇聯載人登月計劃的所有細節都被保密,直到1989年蘇聯瀕臨解體才向外界披露。

第6名:能源號運載火箭-蘇聯(LEO 100噸)

能源號運載火箭是蘇聯研製的一種超重型運載火箭,由前蘇聯能源科研生產聯合體設計,於1976年開始研製,研製費用高達140億盧布,並於1987年進行首次發射。能源號高60米,質量為2400噸,近地軌道載荷量為100噸。

隨著蘇聯的解體和布蘭太空梭項目的結束,能源號火箭的生產也隨之結束。2016年8月,俄羅斯宣布計劃利用現有的能源號組件開發新的超重型運載火箭作為一種通用運載火箭。能源號至今仍保持著起飛推力的世界紀錄(超過美國的土星5號),美國國防部對這種火箭的代號是「SL-17」。

第5名:葉尼塞超重型運載火箭-俄羅斯(LEO 130噸)

葉尼塞超重型運載火箭,是蘇聯解體後俄羅斯正在研製的第一個超重型運載火箭,主要研製者是俄羅斯航天公司能源部。它是在俄羅斯聯邦目標計劃 "2020-2030年創建超重型級空間火箭綜合體"的框架內研製的,計劃成本估計為1.5萬億盧布。它是俄羅斯登月計劃的主力火箭,其設計近地軌道載荷量達130噸。

葉尼塞超重型運載火箭的最終設計預計將於2021年秋季完成。飛行試驗將在2028年至2035年分兩階段進行。

第一階段的測試將在2028-2032年進行,計劃在月球軌道上建立月球軌道空間站,並在月球表面著陸。第二階段的測試將在2032-2035年進行,計劃在月球表面建立基地。

第4名:SLS火箭-美國(LEO 130噸)

SLS火箭(空間發射系統)是一種從太空梭演變而來的運載火箭,由NASA(美國國家航空航天局)設計,主要是為了取代已遭取消的星座計劃,並取代已經退役的太空梭。整體而言,SLS火箭與土星五號非常相近。

SLS火箭近地軌道最大載荷量達130噸。第一階段以載重量70噸的星座計劃載人任務為主,發射時將產生3810噸的推力;再發展出載重量130噸的貨艙型載荷任務,發射推力約合4173噸,高度和總重量將分別為117米和2948噸。

SLS火箭預計花費180億美元開發,其中100億美元用於空間發射系統本身,20億美元改建發射臺及甘迺迪航天中心,60億美元用於獵戶座載人艙組的研製。

SLS火箭預計在2021年發射載人版本,2024年發射貨艙版本,並計劃從2021年至2032年共執行12次發射任務。

第3名:長徵九號運載火箭-中國(LEO 140噸)

長徵9號是將中國航天員送上月球、促進深空探測的長期計劃的一部分。它計劃在2030年左右進行試射,設計近地軌道載荷量達140噸。長徵9號將長93米,採用直徑10米的核心,升空時質量為4140公噸。它將有4個直徑為5米的側推器,與長徵5號第一級相當。

長徵9號沒有明確表示可以重複使用。然而中國航天科工集團自2017年以來提出的一份 "航天運輸路線圖 "中,提出了到2035年左右使中國所有運載火箭可重複使用的目標。

第2名:土星五號-美國(LEO 140噸)

土星5號是NASA(美國國家航空航天局)在阿波羅計劃和天空實驗室兩項空間計劃中使用的運載火箭,為可載人的多級可拋式液態燃料火箭。

土星5號自1967年首飛至今仍保持著最大運載能力火箭的世界紀錄,近地軌道載荷量達140噸,其同時為土星運載火箭系列中實際運用的3個火箭型號之一。儘管NASA曾設想過更大的火箭(例如新星火箭),但土星5號是歷史上最大的火箭,高達110.6米,更是目前使用過的最高、最重的運載火箭。

1967年至1973年期間NASA在佛羅裡達州的甘迺迪航天中心共發射了13枚土星5號火箭,全部取得了成功。最後一次土星5號的發射將天空實驗室的空間站送入了太空。

第1名:SpaceX星艦-美國(LEO 150噸)

星艦是由SpaceX公司推出的下一代超重型運載火箭,於2012年開始研發,將代替獵鷹重型運載火箭執行地球軌道任務。除了地球軌道,星艦在軌加注燃料後,也可以完成地月轉移以及登錄火星的任務。星艦高122米,直徑9米,重達5000噸,近地軌道載荷量為150噸。

2020年12月9日,星艦的原型機SN8進行了首次高空試飛,利用高垂體襟翼執行了類似跳傘的成功下降,隨後在混凝土著陸區進行了改向燃燒和推進式著陸。由於甲烷頭罐的壓力低於預期,導致飛行器在著陸臺上爆炸。儘管如此,這次試飛成功地完成了許多測試目標,是 "星艦 "計劃的一個重要裡程碑。

SpaceX同時表示其最初期望是在2022年發射貨運飛船去火星,然後在2024年執行載人計劃。

寫在最後的話

與美國和俄羅斯相比,中國的超重型運載火箭火箭研發雖然起步較晚,但是成長速度驚人。從長徵一號到長徵九號,由小到大,一步步積累經驗,終於躋身火箭強國之列。並且還有坊間傳聞說,除了長徵九號,中國還有921火箭,公開資料顯示其高約90米,LEO達70噸。由於資料不全,我也不敢信口開河,如果有了解詳情的朋友,歡迎在評論區進行補充。

好啦,這就是今天的全部內容了,是不是有點意猶未盡呢?如果想看《人類工程的奇蹟》前六期,歡迎進我的個人主頁進行查看。對了,別忘了點關注喲!

第一期:世界上最長的11座橋梁;

第二期:世界上最長的10大隧道;

第三期:全球最快的10大高速列車;

第四期:全球最快的10大飛機;

第五期:全球8大超級計算機;

第六期:全球地鐵最發達的10座城市。

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