“家族式”系列面臨發(fā)展瓶頸
我國航天運(yùn)載技術(shù)的發(fā)展起步于上世紀(jì)50年代，先后成功研制了長征一號、長征二號、長征三號、長征四號等15個(gè)型號的運(yùn)載火箭，實(shí)現(xiàn)了從常溫推進(jìn)劑到低溫推進(jìn)劑、從串聯(lián)到捆綁、從一箭單星到一箭多星、從發(fā)射衛(wèi)星到發(fā)射載人飛船的跨越式發(fā)展，組成了相對完備的運(yùn)載火箭型譜，近地軌道（LEO）運(yùn)載能力達(dá)到8500kg，太陽同步軌道（SSO）運(yùn)載能力達(dá)到6100kg，地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）運(yùn)載能力達(dá)到5500kg，基本能夠滿足不同用戶的需求。
但與此同時(shí)，我國長征運(yùn)載火箭仍屬于“家族式”系列，每個(gè)運(yùn)載型號的發(fā)展都源于特定的需求，型號技術(shù)狀態(tài)差別較大，也還存在運(yùn)載能力重疊的現(xiàn)象，還不是真正意義上的“系列化”運(yùn)載火箭；盡管通過大量的可靠性增長工作不斷提高飛行成功率，長征運(yùn)載火箭的設(shè)計(jì)可靠性仍然偏低；在役的長征火箭運(yùn)載能力相對于國外的新型運(yùn)載火箭有較大的差距，對于大型和重型有效載荷的發(fā)射要求已難以通過進(jìn)一步挖潛來滿足，一定程度上抑制了有效載荷的進(jìn)一步發(fā)展；同時(shí)，長征火箭在滿足小衛(wèi)星發(fā)射方面還存在空白；另外，上面級能力的不足限制了運(yùn)載火箭的適應(yīng)性提高，不能滿足多星發(fā)射及空間運(yùn)輸?shù)男枨?，?gòu)成了未來技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
龍樂豪認(rèn)為，我國運(yùn)載火箭的技術(shù)水平已開始與先進(jìn)國家拉開差距，國際競爭能力在漸漸弱化，在新的時(shí)期面臨多方面的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。
首先是運(yùn)載火箭技術(shù)亟須提高。龍樂豪說，當(dāng)今世界各航天大國都在積極研制高可靠、低成本、大直徑、少級數(shù)、使用無毒無污染推進(jìn)劑的新型運(yùn)載火箭，都在分階段、有步驟地開展原有運(yùn)載火箭的更新?lián)Q代。這些新型運(yùn)載火箭的近地軌道運(yùn)載能力一般超過20噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力可達(dá)到10噸以上，通過系列規(guī)劃、模塊組合可以適應(yīng)不同軌道發(fā)射任務(wù)的要求。目前以美國的宇宙神-5、德爾塔-4，歐空局的阿里安-5，日本的H2-A等為代表的各種新型運(yùn)載火箭都已投入使用，原有火箭正逐漸退役，這些國家（地區(qū)）已經(jīng)或者即將全面完成一次性運(yùn)載火箭的更新?lián)Q代。
其次是應(yīng)用需求日益旺盛。根據(jù)我國衛(wèi)星型號與專業(yè)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，未來的衛(wèi)星發(fā)展將以大型衛(wèi)星和小衛(wèi)星星座為主，地球同步軌道衛(wèi)星和非地球同步軌道衛(wèi)星的發(fā)射需求潛力都很大。初步統(tǒng)計(jì)表明，未來15年左右，我國軍用與民用衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量將超過200顆。目前以上衛(wèi)星已有部分選定現(xiàn)有運(yùn)載火箭進(jìn)行發(fā)射，但還有相當(dāng)一部分與新一代運(yùn)載火箭的研制計(jì)劃相銜接。
此外，二代導(dǎo)航二期工程、高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)、載人航天工程、月球探測工程以及未來可能的載人登月任務(wù)及其他深空探測任務(wù)等都對運(yùn)載火箭的發(fā)展提出了迫切的需求。
合理規(guī)劃新一代運(yùn)載火箭型譜
龍樂豪的辦公室里擺放著各式各樣的運(yùn)載火箭模型，長征一號、長征二號……我國新一代運(yùn)載火箭的雛形也在其列。
龍樂豪透露，我國正在研制的新一代運(yùn)載火箭是遵循“一個(gè)系列、兩種發(fā)動機(jī)、三個(gè)模塊”的總體思路，貫徹“通用化、組合化、系列化”的設(shè)計(jì)思想，通過模塊化組合方式，可以形成包括5米直徑大型運(yùn)載火箭、3.35米直徑中型運(yùn)載火箭和小型運(yùn)載火箭在內(nèi)的火箭系列，其近地軌道運(yùn)載能力最大達(dá)到25噸、地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力最大達(dá)到14噸。
“新一代運(yùn)載火箭將大幅提升我國進(jìn)入空間的能力，除了滿足衛(wèi)星發(fā)射的需求，還能滿足未來月球探測工程發(fā)射較大規(guī)模的月球返回探測器、載人航天工程的20噸級空間站等大型有效載荷的需求?！?/p>
不過，這些構(gòu)型中有些構(gòu)型的能力有重復(fù)，需在綜合考慮能力需求以及對未來任務(wù)的適應(yīng)性、成本、可靠性等因素的基礎(chǔ)上，合理地進(jìn)行歸并與濃縮，形成能很好滿足未來基本需求并且構(gòu)型較少的運(yùn)載火箭型譜，力爭在20年內(nèi)完成一次性運(yùn)載火箭的更新?lián)Q代。
“為滿足后續(xù)載人登月任務(wù)的需求，要求運(yùn)載系統(tǒng)奔月軌道和環(huán)月軌道的運(yùn)載能力分別為50噸和30噸，研制的CZ-5運(yùn)載火箭系列都無法完成載人登月任務(wù)?！饼垬泛勒f。
龍樂豪透露，在利用CZ-5火箭的發(fā)動機(jī)和箭體直徑等技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，發(fā)展起飛重量約15000噸級的超大型運(yùn)載火箭，采用軌道交會對接的方式，是我國在2025年前后實(shí)現(xiàn)載人登月的現(xiàn)實(shí)可行的方案。根據(jù)登月規(guī)模的需求，后續(xù)也可考慮發(fā)展起飛重量3000噸級的重型運(yùn)載火箭完成建立月球基地等大規(guī)模的載人登月任務(wù)，并進(jìn)一步提高我國進(jìn)入空間的能力。
為滿足軍事現(xiàn)代化對快速響應(yīng)空間的要求，除液體小運(yùn)載外，還可發(fā)展車載發(fā)射固體小運(yùn)載、空中發(fā)射小型運(yùn)載火箭，按照液體小運(yùn)載依靠簡易設(shè)施周發(fā)射、固體小運(yùn)載天發(fā)射和空射小運(yùn)載小時(shí)計(jì)發(fā)射的指標(biāo)，逐步實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)入空間的目標(biāo)。
因此，在一次性運(yùn)載火箭領(lǐng)域，超大型和重型運(yùn)載火箭作為未來載人登月和大規(guī)模深空探測的基礎(chǔ)，空中發(fā)射小型運(yùn)載火箭和車載發(fā)射固體小型運(yùn)載火箭作為快速進(jìn)入空間的重要途徑，都是未來一次性運(yùn)載火箭型譜的重要補(bǔ)充。
“我們將以滿足基本應(yīng)用需求為核心，合理規(guī)劃新一代運(yùn)載火箭型譜?！饼垬泛澜ㄗh，我國可以制上面級為切入點(diǎn)、提升運(yùn)載火箭的任務(wù)適應(yīng)能力，使我國未來形成包括小型、中型、大型、超大型以及重型運(yùn)載火箭在內(nèi)的一次性運(yùn)載火箭型譜，不僅可以滿足我國未來衛(wèi)星發(fā)射、載人航天、探月工程的基本要求，而且可以為大衛(wèi)星、大平臺等大型有效載荷的發(fā)展提供有力的保障，還可以為快速進(jìn)入空間及載人登月等特殊需求提供基礎(chǔ)支撐。
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