長徵九號落選首輪載人登月?一款新火箭脫穎而出,進展勢如破竹

去年上半年我國成功首飛了服務載人登月任務的新一代載人飛船，俗話說運載火箭運力有多大，航天舞臺就有多大，飛船系統只是通往載人登月目標的第一步，除此之外還需要有與之運力匹配的載人運載火箭。

早在2011年我們就已經開始載人登月任務論證，新一代載人飛船就是論證工作的具體實踐，火箭系統同樣是論證的核心焦點之一，經過多輪迭代論證後火箭選型基本已經塵埃落定。

月球軌道交會對接載人登月

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。

新一代載人運載火箭充分吸收長徵五號系列火箭研製經驗，為三級半CBC通用芯級構型，高約90米，芯級與助推器直徑皆為5米，一子級與兩枚通用芯級助推器各配置7臺YF-100K泵後擺高壓補燃液氧煤油發動機，可提供約2700噸推力，起飛質量約2200噸，二子級配置2臺YF-100高空版液氧煤油發動機，三子級配置3臺YF-75D膨脹循環氫氧發動機，地月轉移軌道運力大於25噸。

921新一代載人運載火箭

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。

使用成熟技術裝備也正是載人火箭追求高安全性的特徵，該型火箭將基於分級試飛方案進行飛行演示驗證。具體而言就是安排載人飛船逃逸飛行演示驗證、芯一級飛行演示驗證、兩級飛行演示驗證、全箭飛行演示驗證，這是長徵五號研製過程中所沒有的，目的就是服務載人火箭的高安全性，確保萬無一失。

七機並聯高效傳力的箭體結構

結合歷史來看嫦娥探月工程最早論證工作始於1994年，至2004年正式立項，前後論證時間十年。載人登月工程2011年開始論證截至目前將近九年，服務後者的各項工程能力正在逐步具備。

以服務後續載人月面科研站任務的長徵九號為例，該型號在關鍵技術攻關與深化論證階段就已經投入超過10億人民幣，而這也僅僅是載人登月工程論證工作的一個局部，以此為參照，加上多用途飛船縮比返回艙、新一代載人飛船試驗船，以及新一代載人火箭的研製攻關，其投資之巨是可以想像的。

天宮空間站在軌效果圖

話說為什麼一定要等到天宮空間站建成並投入運營後再談載人登月（探月工程副總指揮吳豔華此前表態）？因為天宮空間站同樣也是大規模航天工程，其投入的資源比之載人月球工程也是毫不遜色，通過空間站任務的實施能夠積累大規模航天工程運營的一系列技術、管理、運營等經驗，技術遺產也有很多可以繼承。

如何突破阿波羅載人登月消耗型探月模式，是我國載人月球工程必須要思考的問題。探月工程副總指揮吳豔華先生在展望後續月球任務時提到了「勘、建、用」，眾所周知我國嫦娥探月工程立項伊始就確立了「繞、落、回」三步走目標，目前已經如期完成，而這三步走是從屬於「探、登、駐」大三步中的第一步「探」，「探、登、駐」則是「勘、建、用」的具體實踐。

嫦娥五號上升器起飛

何為「勘、建、用」？

「勘」是指勘察月球天體環境，比如空間環境、地質環境以及各類輻射環境，也包括各類有效資源能源的勘察。

「建」是指建設基礎設施能力。比如服務月背探測的鵲橋中繼衛星，以及後續服務極區及月球全球探測的數據中繼星座，持續不斷的月地測控通信能力是基礎設施體系中的重要一環。還有服務航天員月面長期駐紮的供氧供水供電等保障能力。

「用」則是探索地外天體的終極目標，是指開發利用月球資源為人類所用。

月宮一號生命保障人工閉合生態系統

2016年我國率先提出發展地月空間經濟圈理念，將廣闊的地月空間融入到經濟社會發展之中。在工程實施上提出引力深井概念，地球位於引力深井底部，由地球出發消耗最大，當太空飛行器突破地球靜止軌道後則飛出引力深井的井口，從而進入引力平原，此時燃料消耗逐步降低，而從月球出發燃料消耗則最小。

引力深井原理的癥結在於如何有效利用月球資源開發火箭所需的燃料，比如新一個十年將要實施的嫦娥七號將配置飛躍探測器，它不僅要就位探測水冰資源還要探測甲烷資源，這就是服務利用月球資源的勘察任務。

嫦娥七號

一旦月球資源利用開發的技術關攻克並應用，屆時地月空間將迎來全新的發展變革。縱觀華夏文明五千年發展史，農耕文明時期我國曆朝先輩為我們開創了繁衍生息的千古基業，但後來我們錯過了海洋文明的發展機遇期，如今新的變革又再一次出現。

那麼我們能不能抓住新一輪變革呢？已經過去的2020年我國GDP總值大概率會站上100萬億人民幣大關，多年前曾有權威機構測算，載人月球一期工程以10年為周期計算，每年僅需投入100億即可穩步實現載人月球工程目標，佔GDP總值不到0.01%，遠低於昔日阿波羅載人登月工程的0.375%，可持續發展優勢十分突出，隨著時間推移這一優勢還將持續放大。

載人登月也是載人航天工程的初心

我國載人航天工程與嫦娥探月工程都有載人月球探測的發展初衷，屆時兩大工程必然走向新的協調發展之路。

2021年公曆新年第一個工作日航天科技集團召開了2021年度型號工作會，會上明確強調並部署了載人月球探測關鍵技術攻關與深化論證階段研製工作。

載人月球探測持續開展關深階段研製工作

攜嫦娥五號大勝之威，服務載人登月用途的新一代載人飛船試驗船與921新一代載人火箭相繼進入新的發展階段，載人月球工程不是大幹快上一擁而上，而是水到渠成。

載人航天工程原副總指揮張育林也曾指出，載人月球探測將極有可能與天宮空間站運營工作並行實施。這將是人類航天史前所未有的盛況，而這也是我們為人類地月空間發展提供的中國智慧和方案。