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重量堪比10架运20!为载人登月而生的重型火箭,不是长征九号

2019-11-23 07:18:04 来源:网络

10月12日上午9点,备受瞩目的王源21号和22号飞船——中国第一艘专用火箭运载火箭——正式开航。这次航行的任务是携带长征五号运载火箭。两年多之后,我们将有另一个见证历史的时刻。12月30日是长征五号远程三枚火箭发射的时间窗。

长征五号火箭的升空

就在王源号火箭发射前一天,航天科技集团宣布了另一个大消息:中国5米直径模块新一代载人火箭总体技术和工程应用项目已经成功通过载人航天工程办公室的验收审查,该项目将应用于中国新一代载人火箭。

搭载14名宇航员的六艘神舟载人飞船成功地在天地之间穿梭,还发射了天宫一号目标飞船和天宫二号空间实验室。中国载人航天工程取得了丰硕成果。在过去的20年里,人们不止一次地问,中国的足迹何时能登上月球?

登陆月球

新一代载人火箭已经给出了答案。火箭采用三级半cbc构型。起飞级由21 yf-100k泵装液氧和煤油发动机组成,带有一个核心级1火箭和两个助推器。它能产生2700吨推力。火箭的最大起飞重量约为2200吨(相当于10个最大起飞重量中的20个)。核心级2由2 yf-100k高空液氧和煤油发动机组成,而核心级3由3 yf-75d氢和氧发动机组成。月球轨道飞行期间的入轨速度可达10.9公里/秒(约32马赫)。

新一代载人火箭

地面至月转运轨道的能力大于或等于25吨,而长征五号地面至月转运轨道的能力为8吨,是长征五号地面至月转运轨道的三倍以上。

如果用一个词来形容新一代的载人火箭,那就是“默默地发财”。它没有著名的长征九号的名字,甚至还没有公布它的官方名称,但它是载人登月的国家重量级人物。由于火箭的载人性质和载人航天工程办公室的大力支持,航天爱好者以921载人航天工程代码命名它为“921火箭”。

921火箭已经出现在航展上。

921火箭最大的意义在于,与长征9号相比,前者将载人登月时间至少提前了5-8年,因为它更加实用,而且没有动力瓶颈。

yf-100液氧煤油发动机具有高压加力循环机构,已被长征6号和长征7号火箭多次实际发射所验证。两年前,yf-10万泵装液氧和煤油发动机与921火箭首次成功测试。今年年初,完成了300秒的远程热测试。改装yf-100k发动机的重量,泵安装后安装前安装前安装前安装前安装前安装前安装前安装前安装后安装前安装前安装后安装前安装后安装后安装后安装前安装前安装

Yf-100k泵后摆液氧煤油发动机

除动力系统外,921火箭体的关键技术研究也已进入深水领域。今年5月至8月,第一航天科学技术研究院集团火箭公司先后成功推出5米直径共底油箱和5米直径锥底结构油箱模块。这些都是为921新一代载人火箭准备的。

相比之下,长征9 yf-480 500吨液氧煤油发动机刚刚完成涡轮泵联合调试试验,离整机首次点火试验还有很长的路要走。即使点火测试完成了,这也是长征的第一步,还有许多轮测试要通过。配套长征九号核心两级火箭的220吨氢氧发动机进展更慢。火箭的首次飞行时间定在2030年。

长征九号重型火箭大直径火箭连接环试制

即使一切顺利取决于长征九号进行载人登月,至少要等到2035年。这个时间点显然不能实现嫦娥探月主任吴任伟今年早些时候提出的2030年左右载人登月的总体目标。显然,921载人火箭是最佳选择。

那么,921火箭的25吨转移轨道能力能满足载人登月的需求吗?答案绝对是肯定的。

新一代载人飞船直接与登月任务相匹配

我们和美国国家航空航天局在大洋彼岸的登月计划可以说是通过不同的途径达到了相同的目标,而且两者都将通过两次发射来采用月球轨道收集计划。上个月,在纪念载人航天总局成立10周年的视频中,我国新一代重型载人飞船首次亮相。宇宙飞船是在载人登月任务开始时开发的。飞船重23吨,可以搭载3名宇航员执行登月任务。它可以以第二宇宙速度重新进入地球大气层。

两枚921火箭在月球轨道上组装用于载人登月

具体计划是第一枚921火箭将首先发射20吨重的月球着陆器进入绕月轨道,然后第二枚921火箭将发射23吨重的新一代载人飞船进入绕月轨道,然后与月球着陆器对接,宇航员将进入月球着陆器执行载人登月任务。

美国宇航局阿尔特弥斯载人登月项目的最初计划是先发射深空门月球轨道空间站,然后分两次发射将猎户座飞船与月球着陆器对接,从而实现载人登月。sls空间发射系统是该项目的月球着陆火箭支撑,其月地面转移轨道能力也是25吨。然而,由于波音公司的长期懈怠,sls火箭已经超支数十亿美元,发射日期已经推迟了至少3年,现在仍在推迟。

猎户座载人飞船

严重延迟的sls火箭已经严重延迟了载人重返月球的计划,因此美国宇航局不得不简化计划,在第一次登月任务中放弃深空门月球轨道站,代之以与我们相同的两轮月球轨道组装计划。

Spacex还希望使用重型猎鹰火箭来支持nasa载人重返月球,但重型猎鹰火箭在地面转移轨道的能力仍然不足20吨,而且存在不可逾越的能力差距。

从地球到月球转移轨道能力为25吨的Sls空间发射系统

在现阶段,海洋的另一边在国家实力和技术实力方面仍然比我们强得多,但为什么从奥巴马时代就存在的重返月球计划今天没有实现呢?甚至看起来是我们在一步步追赶?

明年,长征5 B火箭的第一个有效载荷将是新一代载人飞船,而支持阿尔特弥斯项目的猎户座载人飞船早在十多年前就已经研制出来了。

第五空间科学技术研究院载人综合部发布载人登月器成果

我们在载人月球着陆器的开发上也有更多的优势。嫦娥3/4号是21世纪人类唯一成功登陆月球的登月舱,至今成功率100%。基于机器视觉原理的智能月球着陆器系统是世界领先的。基于这项技术,我们去年开始开发载人月球着陆器,而美国宇航局今年才刚刚开始。

大洋彼岸没有长期的可持续发展计划,这是它的致命弱点。它的载人登月计划已经发射了至少两次,但是没有一次能真正坚持下去。相反,我们完全不同。载人航天工程和嫦娥探月工程分别于1992年和2004年发射。这两个项目都有明确的三步任务定位。现在载人登月是月球表面两个主要项目的组织者。

神舟载人宇宙飞船

在开发新一代921载人火箭的同时,长征九号不会被放弃。后者将被用作重型火箭,具有更大的能力来执行火星取样和返回任务。从明年开始,我们将在太阳系战斗10年如下:

天宫空间站已经建成并开始正常运行。小行星探测器将在太阳系展开为期10年的漫游旅程。载人将登陆月球,并在那里建立一个科学研究站。长征九号将发射一艘重型宇宙飞船,实现火星采样和返回的壮举。

天宫空间站

世界的未来属于谁也是显而易见的。

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