當我們仰望夜空，看見的或許是一片星辰大海，但對每一位航天人來說，卻是一次次勇往直前的挑戰(zhàn)。浩瀚宇宙，亙古深邃，而人類若想踏足其中，登上月球或者更遠的星球，便需要借助火箭家族中的“大力士——重型運載火箭。它們能承載50噸以上的有效載荷駛?cè)虢剀壍溃痫w重量通常突破2000噸。在這樣的強大推力加持下，只需兩次發(fā)射，便足以送人類往返月球，甚至更遠。

中型運載火箭與重型運載火箭

重型運載火箭不僅僅是增加火箭尺寸和推力那么簡單，更是尖端科技的綜合體現(xiàn)。它肩負著載人登月、大型深空探測器發(fā)射等重大任務，是當前火箭技術(shù)中的皇冠明珠。事實上，歷史上只有美國和前蘇聯(lián)真正實現(xiàn)了重型火箭的成功發(fā)射?；仡櫲祟惤教焓?，可以發(fā)現(xiàn)一幅波瀾壯闊的重型火箭路線圖。

各國重型火箭發(fā)展現(xiàn)狀

可以看到，許多曾經(jīng)威名遠揚的重型火箭，如美國的土星五號、蘇聯(lián)的能源號，如今都退出了歷史舞臺。而美國的太空發(fā)射系統(tǒng) (SLS) 和SpaceX的星艦相繼登場，也讓人類深空探索的夢想再度燃起。相較之下，印度、日本和歐洲航天局目前尚無近地軌道運力真正突破50噸級的火箭研制計劃，俄羅斯的葉尼塞號重型運載火箭也停止了研制。值得注意的是，中國在這一領域正持續(xù)發(fā)力，長征九號預期近地軌道運載能力將達到150噸，這無疑將刷新世界對中國航天實力的認知，也為未來探月、探火和更深、更遠的太空探索奠定雄厚基礎。

中國的重型火箭長征十號

載人登月是航天事業(yè)的里程碑，也是重型火箭最迫切的應用場景。面對載人登月的重大目標，我國專門研發(fā)了具有里程碑意義的長征十號重型運載火箭，計劃在2027年前后完成首飛，以全新高度的技術(shù)實力和運載能力，為人類探索太空開辟更加廣闊的天地。

新一代載人運輸火箭

長征十號又叫新一代載人運載火箭。基本型全長約92.5米，芯級與長征五號同為5米直徑，然而高度比長征五號整整高出近三分之一。其起飛重量約2189噸，起飛推力則高達2678噸，具備不低于27噸的奔月軌道運載能力，近地軌道則可達70噸。其設計包括助推器、芯一級、芯二級、芯三級以及逃逸塔和整流罩。其中，芯一級與兩臺助推器均為5米直徑，各安裝7臺液氧/煤油發(fā)動機；芯二級也是5米直徑，安裝2臺同類型發(fā)動機；第三級同樣為5米直徑，卻搭載了3臺氫氧發(fā)動機。如此大口徑、多級組合的設計，既能滿足登月級別的高載荷要求，也能應對近地和其他軌道任務需求，真正做到“如積木般”靈活組合。

重型火箭的發(fā)展趨勢是通過重復使用降低成本，使得其發(fā)展具有可持續(xù)性。在降低發(fā)射成本的道路上，火箭回收技術(shù)百花齊放。無論是垂直降落的精準自控、傘降加緩沖的著陸方式，還是半空捕捉等大膽設想，都在集思廣益，力求讓火箭在檢修、翻新后再度飛向太空。長征十號同樣秉承了部分可復用理念，為我國通往更廣闊星空打通一條“循環(huán)經(jīng)濟”航道。

在我國未來的載人登月任務中，兩枚長征十號將攜手配合：第一枚先將“攬月著陸器”送入環(huán)月軌道等待；隨后第二枚運載3名航天員與“夢舟載人飛船”趕赴環(huán)月軌道，與著陸器進行交會對接。之后2名航天員將乘坐著陸器實施登月，1名則留守“夢舟載人飛船”在軌運行。待完成探測與采樣任務，登月的航天員將搭乘上升級與飛船再次對接，3人共同帶著月球樣本返回地球，圓滿完成這一壯舉。2024年，長征十號全面進入初樣研制階段，已完成一子級動力系統(tǒng)試車，、三子級YF-75E氫氧發(fā)動機高空模擬試車、整流罩分離試驗等大型實驗。5米的大直徑體制與模塊化設計，與中國新一代運載火箭的總體思路一脈相承，讓多樣化的任務需求變得更加輕松、高效。

重型火箭不僅是科學技術(shù)的結(jié)晶，更是人類勇氣、智慧與合作精神的象征。長征十號的成功，將繼續(xù)引領中國航天突破地球的束縛，在浩瀚宇宙中書寫更多輝煌的篇章，開啟星際文明的璀璨未來。愿中國的重型火箭事業(yè)不斷邁向新的高度，為全人類的宇宙夢想保駕護航。

作者：周炳紅，中國航天科普大使

本文來自： 中國數(shù)字科技館