“長徵九號”火箭預計2028年首飛

　　下周二亮相珠海航展；總設計師首次詳解：將用于載人月球探測、火星取樣返回、大型空間設施建造等

　　長徵九號高度超過90米，箭體直徑為10米級，芯一級配置4臺500噸級推力高壓補燃液氧煤油發動機，芯二級配置2臺220噸級推力高壓補燃氫氧發動機，芯三級配置4臺25噸推力膨脹迴圈氫氧發動機，每個助推器配置2臺液氧煤油發動機。長徵九號重型運載火箭模擬圖。央視新聞截圖

　　長徵九號模擬圖中國目前運載能力最大的長徵五號火箭，近地軌道運載能力為25噸，而長徵九號近地軌道運載能力最高能達140噸，是長五5倍以上。中國重型運載火箭模擬圖，火箭上有CZ-9（長徵九號）的字樣。央視新聞截圖

　　2018年初，美國獵鷹重型火箭首飛成功，將一輛紅色特斯拉跑車送入地火轉移軌道。這次發射雖然頗具娛樂性，但航太界普遍認為，這預示著一個新的重型火箭時代的到來。

　　“冷戰”期間，美蘇軍備競賽帶來了第一個重型火箭時代。美國用近地軌道118噸、月球軌道45噸運載能力的土星五號，將12名航太員送上月球。蘇聯也研制出了媲美土星五號、近地軌道運載能力100噸以上的能源號火箭。

　　但隨著“冷戰”結束，全球運載火箭暫別重型時代。如今，載人探月、載人探火、深空探測、大型空間設施建設需求的興起，激發著人類再次將目光投向重型火箭。

　　中國重型火箭經歷幾年“猶抱琵琶半遮面”後，最近一年多來被確認命名為“長徵九號”，因為“九”是最大的個位數。中國目前運載能力最大的長徵五號火箭，近地軌道運載能力為25噸，而長徵九號最高能達到140噸，是長五的5倍以上。中國計劃2022年建成的“天宮”空間站，總重量約90噸，長徵九號一次就可以將1.5個空間站的重量整體送入軌道。

　　“科幻級”的中國未來火箭之王，何時能走入現實？日前，在航太科技集團第十二屆珠海航展媒體通氣會上，來自航太科技集團一院的長徵九號火箭總設計師張智表示，計劃在2028年至2030年首飛，目前研制進展順利。

　　即將于11月6日至11日舉辦的珠海航展上，長徵九號將作為中國新一代運載火箭中的一員，向公眾推介。

　　技術思路不同于SpaceX獵鷹

　　張智不僅是長徵九號總設計師，也是我國航太員“禦用”火箭長徵二號F的總設計師。

　　張智介紹，長徵九號的研制，瞄準載人月球探測、火星取樣返回、大型空間設施建造等需求，近地軌道運載能力50~140噸，奔月轉移軌道運載能力15~50噸，奔火轉移軌道運載能力為12~44噸。

　　不同的運載能力，是火箭不同構型帶來的。“長徵九號是一個係列火箭，可以搭配4個、2個或0個助推器，形成三種構型，以此具備階梯式的運載能力。”張智介紹。

　　長徵九號高度超過90米，箭體直徑為10米級，芯一級配置4臺500噸級推力高壓補燃液氧煤油發動機，芯二級配置2臺220噸級推力高壓補燃氫氧發動機，芯三級配置4臺25噸推力膨脹迴圈氫氧發動機，每個助推器配置2臺液氧煤油發動機。

　　這是長徵九號與美國SpaceX公司的獵鷹重型火箭，以及該公司計劃將遊客送往月球軌道的BFR火箭的不同之處。獵鷹重型火箭發射起飛時依靠27臺發動機同時點火提供推力，BFR則將發動機數量增加到31臺，都是多臺小推力發動機並聯的技術思路。然而發動機之間會産生耦合影響，這種技術路徑也被認為蘊藏著較大風險。

　　而長徵九號則依靠為數不多的幾臺大推力發動機提供起飛動力。推力最大的構型起飛時，芯一級與助推器發動機加起來也只有12臺，風險隨之降低。

　　明年年中裝配500噸級發動機

　　長徵九號首飛，還要等待10年。根據國家國防科工局此前公開的資訊，其首飛時間預計在2028年前後。

　　而首飛只是重型火箭項目的第一階段。張智介紹，重型運載火箭的發展將分三個階段。第一階段將在2028年至2030年完成，主要任務是完成係列構型模組的研制，實現火箭首飛，使我國進入空間能力達到國際先進水準，滿足火星取樣返回、載人月球探測等重大工程的需求。

　　其後進行的第二個階段，進一步完善重型火箭係列化構型，並進行應用飛行，同時利用可重復使用技術進一步降低火箭成本。

　　到了第三個階段，研制人員將研發更新的技術，例如新材料、新動力等，提高運載能力和技術水準。火箭也將提高對載人登火、空間太陽能電站等更大規模空間探測任務和基礎設施建設的適應性，支撐我國全面建成航太強國。

　　長徵九號項目可以追溯到8年前，國家國防科工局于2010年正式啟動了重型火箭論證工作；2015年啟動關鍵技術攻關及方案深化論證階段（以下簡稱關深階段）研制工作，並取得係列初步成果；2016年，重型運載火箭關深階段正式立項。

　　關深階段立項後，總體方案深化論證和以“重型運載火箭總體技術”“大推力液氧煤油發動機技術”“大推力液氫液氧發動機技術”“大直徑箭體結構設計、制造及試驗技術”為代表的12項重大關鍵技術攻關隨即開展。

　　“雖然難度很大，但目前研制比較順利。”張智介紹，重型火箭總體方案已經通過了集團級專家評審，各分係統方案基本明確。關鍵性的500噸級液氧煤油發動機也進展順利，預計2019年6月將完成首臺發動機整機裝配，具備短程試車條件。大直徑貯箱基本完成零部組件的研制攻關，2019年將完成大直徑貯箱和集中力殼段的研制。

　　目標是月球、火星和星辰大海

　　重型運載火箭的運載能力，是實施月球探測和深空探測、開展大型空間基礎設施建設和空間資源開發利用的重要基礎，可極大地提升我國開發利用空間和維護太空安全的能力。

　　“誰得到了太空，誰就得到了未來。進入空間能力有多大，航太發展的舞臺就有多大。”張智説，重型火箭正是各國在未來太空賽跑中的基本能力。

　　從最近的星球月球來看，長徵九號可用于載人登月、月球科研站的建設。瞄準載人登月，我國正在研發另一型尚未命名的新一代載人運載火箭，而長徵九號無疑有著更為強大的向月球軌道的投送能力。

　　再看向火星，長徵九號足以通過一次任務完成火星的取樣並返回。張智説，這使我國有望成為首個完成火星採樣返回的國家，並為載人登火儲備技術和能力，使我國深空探測能力達到世界航太強國水準。同時，在太陽係其他星球探測中，也將依靠重型火箭提供發射探測器的能力。

　　長徵九號還可以發射其他大型航太器，承擔超大型飛行器、空間太陽能電站、超大型可重構綜合衛星等航太器的發射。

　　張智説，初步統計表明，2030年前後，重型火箭發射需求約有4~5次，2030~2035年發射需求約10次；到2050年發射需求更多。“可見，發射需求已經比較緊迫，長遠來看需求很旺盛。”

　　未來火箭將自主化、智能化

　　“美蘇幾十年前重型火箭搞得轟轟烈烈，後來不搞了。所以肯定有人問，現在我們搞重型火箭有什麼意義呢？”10月31日，張智自己拋出了問題。

　　張智解釋，重型火箭需要的技術，不是將現在技術“攢”在一起就能解決的。它的研發，將帶動一國設計、制造、材料等領域整體提升。

　　年初以發射特斯拉完成首秀的獵鷹重型火箭，在張智眼裏就是一款“攢”出來的火箭，是在現有技術基礎上制造的運載能力最大的火箭。“其實我們也能‘攢’出更大的火箭，近地軌道運載能力達到70噸沒太大問題，但現在沒有這個需求，獵鷹重型在首飛之後也沒任務了。”

　　相對于趕時間、秀能力，重型火箭更重要的意義在于，以項目為牽引，扎扎實實努力，可以使整個航太技術水準向前走一大步。就像幾十年前中國“兩彈一星”和美國“阿波羅計劃”那樣。

　　“舉個簡單的例子，現在火箭發射時很復雜，要連著臍帶塔供氣，就像設備帶著充電器才能運作一樣。未來會讓火箭自主化、智能化，這都是我們在新火箭研發中努力實現的。”張智説。

　　第一個重型火箭時代，由軍備競賽催生，而第二個重型火箭時代，源于人類對更深遠宇宙的探索欲望。張智認為，各國開始發展重型火箭是必然趨勢，人類不能總在地球附近“溜達”。

　　“現在大家暢想太空移民，目光著眼于月球、火星。更長遠來看，人類若想離開太陽係，需要更強大的進入空間能力、化學動力之外的新動力等，這些早晚都是要考慮的。”張智説，“現在只是起步的一小段。”

　　起跑線附近正聚集著數個航太大國。他們利用各自新一代重型火箭，運送的不論是特斯拉、太空遊客，還是一個真正的航太器，其實本質上，都是一張通向深空之門的入場券。（記者 倪偉）