为什么中国还没有重型运载火箭？真的落后美国几十年吗

斯伯丁

在航天领域，火箭的运载能力可以直接体现出一个国家的航天实力。近日，美国重返月球的主角SLS发射系统搭载着猎户座出现在了肯尼迪航天中心，时间仿佛回到了上个世纪60年代，看着别人家的大火箭，为什么我们的航天技术已经是全球领先，但在火箭运载能力上还是没能追上美国，前有近地运力63吨SpaceX的重型猎鹰后有近地运力70吨的SLS发射系统基本型，而我们的运力最大的长征五号才20多吨，大家心里难免有些不甘。无独有偶，就在前几天，中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师、中国月球探测工程副总设计师、中国工程院院士龙乐豪在北京理工大学开展了航天知识讲座，带来了我国重型运载火箭的最新消息。今天就带着大家了解一下航天发展以来各型运载火箭的历史以及我们国家重型运载火箭的最新情况，我们真的落后几十年了吗？

为了适应各类型任务，把各类型的运载火箭通过运力的不同分别划分为；小型运载火箭、中型运载火箭、大型运载火箭以及重型运载火箭。而重型火箭往往是近地运力100吨起步的运载火箭，所以SpaceX的猎鹰九号和重型猎鹰只能说是大型运载火箭！
而重型运载火箭是最受欢迎和最受期待的，它的发射往往是震撼人心的，很可惜目前除了我们熟知的土星五号有高清的发射视频，并没有其他的关于重型火箭的相关发射视频。
土星五号作为美国阿波罗登月计划的主角，在航天史上有着传奇色彩，因为它是上个世纪60年代的产物，是截止目前人类有史以来建造过运载能力最强的重型运载火箭。土星五号，高达110.6米，起飞重量3039吨，推力达到了惊人的3408吨。月球轨道运送能力45吨，近地轨道高达惊人的118吨，相当于可以一次性发射我们的空间基本型还有余50吨。就是这么个庞然大物，让美国NASA完美的完成了阿波罗登月计划，让前苏联的航天彻底落后于美国！

前苏联N1火箭，N1重型运载火箭作为前苏联登月计划中最核心的角色，它的一生可以说是悲剧的。N1火箭高105米，最大发射质量为2800吨，推力为4500吨，是航天史上设计推力最大的运载火箭！但它的近地推力仅仅是将近100吨，为什么N1的最大推力比土星五号强这么多，运力却比它少呢？其中最大的原因就是N1的全3级都是采用液氧煤油发动机，而土星五号的2、3级则是采用液氧液氢发动机，由于氢氧机在高空和真空中的高比冲优势让土星五号在运力方面全面碾压了N1。
N1运载火箭不但运力被碾压，在成功率上更是被土星五号吊起来打。为什么说它是一场悲剧，因为在N1运载火箭的生涯里就没有成功飞出大气层，4次发射失败4次，100%的失败率让当年前苏联的政府可以说是颜面无存。也正应如此，当时的前苏联政府决定放弃登月计划，开启了一个全新的时代——空间站！

再插一个鲜为人知的运载火箭——能源号运载火箭。能源号运载火箭虽然鲜为人知，但它发射过的载荷相信大家都有所耳闻，它就是大名鼎鼎的暴风雪号航天飞机！1988年11月5日，能源号将105吨的暴风雪号送往近地轨道，前苏联的目的是将能源号打造成近地运力为200吨的大怪兽，而且当年的各项技术都已经成熟，万事俱备就是差钱！值得一提的，如今火出圈的火箭回收技术，在当年能源号的时候前苏联专家就已经在论证，滑翔回收、垂直回收、伞降回收，但还是因为没钱所以没有继续研发。比SpaceX提出火箭回收早了20多年！能源号在最后也没有在航天史上发光发热，最后随着苏联的解体被淹没在了历史的长河，而在之后俄罗斯虽然继承了前苏联航天的衣钵，但也没有重现辉煌，如论是运载火箭还是载人飞船都在啃几十年前前苏联的老本！

新时代的重型火箭——SLS发射系统。最近一段时间，它的登场可以说是让航天界沸腾了。鸽了数年终于完整的出现在大众的视野，它是是美国重返月球计划的核心SLS发射系统。
SLS发射系统是新一代的重型火箭，作为美国重返月球的登月利器。它的首次发射是今年最受关注的航天大事件之一。
SLS发射系统分为三种型号，基本型也就是目前推出的，Block1版本近地运力为70吨，Bock1b版本近地运力为105吨，Block3版本则为130吨。所以，现在推出的版本理论上并不是严格意义上的重型火箭，与猎鹰重型一样只能定义为超大型运载火箭。

每一个型号都有不一样的结构特点以及功能：
Block 1版本 这个版本只载人，搭载猎户座载人飞船。总高97.84米，两侧的固体助推器是航天飞机使用的SRB升级版，更长推力更大，采用4台航天飞机退役的RS-25D发动机为芯级主发动机，总推力为2858吨。
Block 1b版本，载人货运两用版，采用升级版RS-25E发动机为主发动机，载人版还是搭载猎户座飞船，货运版则采用了直径8.4米的有效载荷整流罩，二级采用4台RL-1OA氢氧发动机。
Block 2版本，同样是人货两用版，作为SLS发射系统的终极版本，货运版总高达到了117米，采用5台RS-25E发动机，二级采用三台J-2X发动机，侧面的助推器取消了固体助推，选择了换成了两台大推力的液体助推器！
SLS发射系统将在今年下半年执行阿尔忒尼斯1号任务，开启人类重返月球第一步！

前往火星——SpaceX星舰。马斯克跟SpaceX最近可以说是是非多啊，但今天我们只谈运载火箭！星舰是马斯克火星移民计划中的核心，有望成为最强运载火箭，最早将于6月份首飞，这个还得看FAA的脸色啊，这边介绍一下。
星舰作为未来前往火星的重要角色它最具特点的是他一二级都可以回收，基于猎鹰九号成熟的回收技术，星舰的回收也是备受瞩目。星舰按照任务需求分为星舰基本型（火星版）、登月型、补给型、货运型，而货运型也分为全回收、单级回收、不回收版本！星舰直径9米，一级搭载33台猛禽2代发动机，二级搭载3台真空版猛禽发动机，3台猛禽2代发动机。
由于星舰是2级结构设计，拿货运版举例；全回收型近地最大运力可以达到150吨，二级不回收可以达到200吨，都不回收可以达到惊人的300吨，对于目前的火箭技术而言可以说是恐怖如斯！但星舰采用的是液氧甲烷发动机在真空比冲上是比较吃亏的，也就导致在深空地使用上比较麻烦，无论是飞往火星或者飞往月球都需要在近地轨道进行燃料补给，一台星舰二级需要补充4次才能加满。
作为人类踏上星际移民的第一步，你认为SpaceX的星舰会成功吗？

我国重型运载火箭计划
龙乐豪院士在北京理工大学进行了航天知识讲座，并且畅谈中国航天未来的发展，其中最受瞩目的就是我们中国的重型运载火箭——长征九号。
长征九号从2011年至今，已经做了几次较大的改动，我们一起看看长征九号的演变，你最喜欢哪个版本！
起初在2011年长征九号第一次被提及的时候还是大家非常熟悉的长征家族非常具有可辨性的模样，芯级加4枚助推器。主发动机是单发推力高达480吨的4台YF-130发动机，，4发助推器每发配备2台YF-130发动机，二级搭配2台220吨推力的YF-90氢氧发动机，三级则是搭载了4台25吨的YF-79发动机。全长103米，最大直径为10米，起飞重量4137吨，总推力高达5800吨，可以运送140吨载荷到近地轨道。特点是可以进行模块化，通过加减助推器更换2、3级来支持不同类型的任务。

2021版长征九号，去年的6月24日龙乐豪院士在香港参加了“航天科学家团队进校园”的活动中公布了长征九号的全新设计，被大家成为“光杆”版长征九号，最明显的就是取消了助推器，直径从9.5米增加到了10.6米，芯级主发动机配备了16台YF-135发动机，二级则换成4台120HO氢氧发动机，三级是1台120HO发动机，经过一个大改，近地轨道运力从140吨提高到了150吨，月球轨道从50吨提高到53吨。

2022版，这个版本就是龙院士在这次讲座中提到的，有着更大改进。大家可以从图中看到四个词：可重复、简洁、可靠、环保！
首先我们来看变化，更粗了，直径来到了11米，研发成功后将一举成为最粗的运载火箭。可重复，长征九号的进度时间点为2030年左右首飞，2035年左右实现一级回收，要知道重型运载火箭一枚可不少钱，能重复利用是可以大大降低成本的！也是为了可持续发展，在2030年后我们将非常依赖重型火箭的使用，无论是未来月球基地的建设、火星探索、深空探测，我们已经不拘泥于小型航天器的发射，所以重复利用是非常重要的！
什么是环保，如下图，一级的主发动机从16台液氧煤油YF-135更换成26台200吨级的液氧甲烷发动机，稍微有了解过化学知识的都知道甲烷在充分燃烧后主要是生成二氧化碳和水，属于干净的化学燃料。而这时候可能有人不理解，那液氧煤油发动机也是啊，为什么要更换成甲烷呢？首先就是甲烷发动机有着更高的比重。第二甲烷发动机便于回收利用，煤油发动机在使用后，煤油充分燃烧容易怎样？容易积碳，这对于发动机维修来说是件比较麻烦的事情。第三，甲烷的制作更容易，比煤油成本更低。选择甲烷也是目前主流运载火箭的选择，例如SpaceX的猛禽发动机、蓝色起源的BE-4发动机除了他们家自己的新格伦使用，甚至连美国联合发射联盟ULA的新一代运载火箭火神都使用BE-4甲烷发动机。

从多次更改设计方案可以看出，长征九号重型运载火箭一直都在不断地研究和论证的过程，为了我们的大国航天梦，中国航天人一直在不断的努力前行。长征九号预计2030年首飞，预计在不久的将来，它很快就会与我们见面，近地大型航天器、深空探索、载人登火都需要它！那么，回到一开始的话题，我们重型火箭落后美国多少年，10年左右，最多了！而且在2030年这个关键节点，我们甚至可以在那一刻与他们不相上下！中国航天加油！

相关拓展
这次龙院士讲了特别多的新内容，除了长征九号的新情况外，还透露了嫦娥6、7、8号将在2028年之前完成、2025年发射天问二号的一些消息，有兴趣的大家可以去搜一下，今天的拓展就结合馆长上一篇文章内容来说一下新一代的载人运载火箭——CZ-5DY和CZ-5ZRL。
CZ-5DY相信有关注航天的都不陌生，就是以前被称为921的运载火箭，我们的登月计划由原来使用长征九号运载火箭执行，转而使用CZ-5DY，这是可以更快捷让我们实现载人登月的方案，只需要发射两枚CZ-5DY就可以实现载人登月，2030年前进行无人环月测试，2030年前后进行2次载人登月！
而这次CZ-5DY的详细参数也公布了，一级配备7台YF-100K发动机加上两发助推器一共是21台推力达到2680吨！近地轨道运力70吨，跟SLS发射系统的基本型一样，地月转移轨道是27吨。

CZ-5ZRL这是第一次公布长征五号的新构型，新一代载人飞船。属于阉割版CZ-5DY，除去两边的助推火箭和第三级，二级去掉一台发动机。运载能力回收14吨，不回收18吨。作为近地载人运载火箭，它的出现是取代长征2F运载火箭的，可以说是未来的第二代神箭，当然搭载的也是我们新一代载人飞船（详细可阅读馆长上一篇新一代载人飞船文章，有详细介绍）。

重型运载火箭就介绍到这里，关于未来我们中国航天的发展，你们最期待的是哪个项目，欢迎评论区交流！

JCOSR

看了真令人兴奋！期待在2030年中国的重型火箭发射顺利成功！中国航天人加油！你们是祖国奋起的中流砥柱！

896953053

期待我国的重型运载火箭早日登场，中国加油[加油]

loveav

血战太公岛，下集？？？

392236021

兵推 谢谢

我的AE86

马斯克不仅把神话一般的卫星拉下神坛……还有宇航员……70岁都能上太空站……就是不知道回来封不封少将[皱眉]

NEONNY

讲道理我都不好意思催了

kevin1002

承认差距，加紧追赶，不盲目自信，不随便自卑。我们和美国现在差距还是很大，但追赶的速度已经很快了，20年后就算没追上也应该距离不大了。

daza110

太公岛，谢谢

飞飞机油

能不能发明一种只有一级发动机直接到太空的，核能发动机或电力发动机应该可以

小熊爱飞翔

说说那个南天门计划！[呲牙]

hamycui

运载火箭都这么厉害了，小区物资最后一百米怎么就运不进来呢？饿这肚子看火箭，越看越像火腿肠

tangxin

馆长，请回归兵推主业，时间太久了[抠鼻]