從嫦娥五號到載人登月,還看新一代中國巨箭:長征九號、921火箭

嫦娥五號探月往返進度已經過半,濃縮版的登月之旅似乎預示著中國未來載人登月不再遙遠,可能就在下一個十年2030年代。

要想載人登月,必有登月火箭,這就要打造超級重型火箭(SHLLV)。

從月球到火星,從登月潮到火星時代,航天大國們躍躍欲試的同時,都在打造下一代超級重型火箭。美國、俄羅斯、中國都已加入這個賽道,超級火箭正成為各航天大國的新賭注。穩步加速的中國正在從一款變成兩款,從一步到位切換為兩步快進——長征九號、921火箭。

從嫦娥五號到載人登月,還看新一代中國巨箭:長征九號、921火箭

傳說中的長征九號

早在2018年,中國國家航天局官方透露訊息,正在研製的長征九號(LM-9、CZ-9),屬於航天巨頭中國航天科技集團自主開發的一款巨型火箭。未來主要承擔中國載人登月、火星取樣返回、太陽系行星探測等多種大運載、高難度任務。據測算,2030年前後,超級重型火箭發射需求4到5發,2030~2035年發射需求10次左右,到2050年發射需求更多。

當時透露的長九資料如下:

箭高110米,直徑10米,採用三級模式,起飛推力5000噸級,可搭載3~5人送至月球。運載能力——

近地軌道(LEO)運力140噸,超過NASA定製的SLS太空發射系統(130噸)

地球同步轉移軌道(GTO)運力66噸

月球轉移軌道(LTO)運力50噸,超過SLS太空發射系統(37噸)

火星轉移軌道(MTO)運力37噸,接近SLS太空發射系統(45噸)

啥時首飛?

根據中國航天局系統工程司司長李國平透露,首次發射定在2028年,這比此前宣佈的2030年提早了兩年。具體負責研製的中國運載火箭研究院(CALT)似乎加快了步伐。當然也意味著更大挑戰。要知道,長征九號設計能力至少是中國目前最大現役火箭長征五號的5倍!

今年11月24日,就在長五+嫦五成功發射當天,中國國家航天局秘書長許洪亮給出最新訊息:長征九號目前處在研發階段,計劃將於2030年左右試射。第一級將採用四臺雙噴嘴500噸推力發動機(YF-130煤油-液氧發動機),已於2019年完成。

能否複用?

目前官方並沒有給出長征九號是否重複使用。不過根據中國航天科技集團釋出的「太空運輸路線圖」顯示,到2035年左右所有運載火箭都將實現重複使用。

目前中國航天科技集團研製首款複用型火箭是長征八號,計劃今年12月20日首飛版本卻是不可回收的,據悉到2025年左右才能實現垂直著陸和重複使用。

除了國家隊,中國民營發射商表現得更為踴躍。

首次挑戰入軌發射未果的藍箭航天(Landspace),瞄準2021年推出朱雀二號甲烷液氧火箭,計劃第一級採用垂直著陸回收技術。中國民營商業航天首次成功發射入軌的星際榮耀(iSpace)正開發的雙曲線二號火箭,目標也是實現垂直著陸回收,現計劃2021年測試100公里測試飛。星河動力(GalacticEnergy)研製中的帕拉斯一號火箭,設計目標也將實現多次複用,現計劃2022年下半年試飛。

突然殺出個921火箭

正當眾人都在言說長征九號之際,2020中國航天大會上傳出一個重磅訊息:國家隊正考慮開發一款新火箭——代號921火箭(以中國載人航天日暫定名,尚未確定正式名稱)。

之所以在開發長征九號途中突然殺出個921火箭,主要是考慮長征九號研製跨度太大,技術難度非常高,短期內恐怕難以實現重大突破,為了穩妥實現2030年代載人登月,中期研製出來921火箭更現實更靠譜。

根據最新公佈的921火箭資訊:箭高84。7米,直徑5米,起飛質量2200噸,LEO近地軌道運力69。3噸,LTO地月轉移軌道運力27。5噸,整體運力與現役最強火箭重鷹相當。而開發難度係數遠比長征九號低得多,一二火箭、助推器採用YF-700K發動機已經過多次測試,三級火箭採用長五使用的YF-75D,都是比較成熟的技術。

從中國登月計劃來看,921火箭非常適合前期載人登月任務,作為長征九號長期任務的中期過渡型火箭,這樣可以儘早實現載人登月,後續待長九成熟實現完美銜接。

目前來看,921火箭更有希望,有望實現2025年前後首飛,十年內實現中國載人登月的宏大敘事。

對比看看超級巨箭

按照火箭運力劃分:超過50噸最大運力(LEO近地軌道運力)的都屬於

超級重型火箭

,因此航天飛機發射系統(運力27。5噸)、新格倫火箭(運力45噸)、火神火箭(運力37。4噸)都不在此列。

而20~50噸運力屬於

重型運載火箭

,2~20噸運力屬於

中型火箭

,2噸運力以下屬於

小型火箭

從嫦娥五號到載人登月,還看新一代中國巨箭:長征九號、921火箭

從嫦娥五號到載人登月,還看新一代中國巨箭:長征九號、921火箭

看得出來,中美俄超級火箭正在上演深空版「三國殺」,鎖定月球,瞄準火星。目前呈現的三角態勢:美國搶先一步,凸顯先發優勢。中國稍顯後發優勢,渴望彎道超車。俄國緊追不捨,緊趕慢趕。

地球早已裝不下大國間競爭,月球、火星等深空才是更大的未來。