2020年12月22日|长征8号——运载火箭中的“万金油”

2020年12月22日|长征8号——运载火箭中的“万金油”
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2020年12月22日 , 中国航天年末大戏—新型中型运载火箭长征8号首次飞行试验取得圆满成功 。 这款首次亮相的运载火箭与长征火箭家族其他成员相比有什么特点 , 又有哪些拿手绝活呢?长征火箭家族评点
在讨论长征8号前 , 我们先来评点一下长征火箭家族 。 右图中橙色部分代表已退役火箭 , 绿色部分是现役火箭 。 从中可以看出 , 中国航天这些年来主要由长征2、3、4三个系列扛大梁 , 它们在前些年能够承担起我国航天发展的主要发射需求 。
a.长征2C/D主攻小型载荷 , 一般是1~3吨级 , 可发几百千米高的低轨、极地轨道以及太阳同步轨道 。
b.长征2F是我国载人航天专用火箭 , 它是唯一带有逃逸塔的 , 也是最安全的运载火箭 。 轨道高度400千米左右 , 最高运力8.6吨 。
c.长征3A/B/C则是高轨专用 , 轨道高度2万~3.6万千米乃至到月球 。 我国的北斗导航卫星以及各路通信卫星的发射 , 嫦娥工程的顺利推进都离不开它们 。 长3堪称能力强、成功率高的王牌火箭家族 。
2020年12月22日|长征8号——运载火箭中的“万金油”
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d.长征4B/C与长征2C/D略有重合 , 它们一般针对太阳同步轨道 , 运力2、3吨 , 并不算强大 。
从上述介绍中我们会发现 , 现有的三大主力系列总体上存在一些不足:
a.近地轨道的大型任务(大于10吨) , 如大型空间实验室、空间站的发射任务无法完成 。
b.极地/太阳同步轨道的大型任务(大于3吨) , 如大型雷达遥感卫星的发射搞不定 。
c.高轨和深空的大型任务(超过嫦娥水平的)也执行不了 。
d.燃料落后 。 四氧化二氮和偏二甲肼是常温燃料 , 接触即燃 , 发挥稳定 , 成功率高 , 在技术相对落后的年代做出这样的选择可以理解;现在 , 其剧毒、危险、价格昂贵的缺点日显突出 。
e.均为一次性火箭 , 成本高 , 而且还存在火箭残骸落区问题(我国的航天发射场多在内陆) 。 ▲长征2F顶部的逃逸塔使它成为最好认的长征火箭
2020年12月22日|长征8号——运载火箭中的“万金油”】f.没有低成本适合商业航天发射的火箭 。
要想成为航天大国 , 以上不足是必须要克服的 。 所以 , 必然要淘汰并替代长征2、3、4全系列或至少大部分才行 。 近年来 , 我国又研制了四种新型火箭—长征5、6、7、11 。 它们有个共同点 , 即采用先进的液氧液氢、液氧煤油或固体燃料等 , 这样问题d就不存在了 。 具体而言 , 它们的定位分别是:
1.长征5号是我国现役最强火箭 , 近地轨道运力达到25吨 , 可以完美解决a问题 , 也可以大幅改善c问题 , 至少可把6~8吨的大型载荷送往火星 。 长征5号堪称“大国重器” 。
2.长征7号系列则是未来绝对主力火箭 , 考虑各种改型潜力 , 可基本解决a、b、c、d各项需求 , 称之“国之栋梁”并不为过 。
3.長征6号和11号属小型近地轨道专用火箭 , 价格便宜 , 适合商业发射 。 前者是液体燃料(未来升级版长征6号甲可改固体/液体结合燃料) , 后者是纯固体燃料 , 两者互相补充 , 部分解决f问题(仅限小型载荷) 。
4.海南文昌航天发射场投入使用 , 很好地解决了e问题 , 也就是残骸落区问题 。
如果再加上研发中的新型载人火箭和规划中的长征9号火箭(近地轨道运力达60~150吨级) , 表面上看 , 中国火箭家族已经完整了 , 但仔细考量 , 还有几个问题依然存在:
1.长征5号和7号实在太贵了 , 不适合商业发射以及多次规模发射 , 除非把它们的发射能力利用到极致 , 否则就太浪费了 。