在長征九號還沒造出來之前,有著「胖五」之稱的長征五號火箭是我國最大的運載火箭,然而有些朋友對其「國際地位」似乎還有爭議,覺得長征五號配不上「重型火箭」的稱呼,只有美國「獵鷹重型」才是重型。
這種說法到底對不對呢?今天咱們就來聊聊重型火箭。
長征五號重型火箭
如果你翻開維基百科輸入「重型運載火箭」的詞條,會發現它列出的四款分別是:美國的「三角洲IV重型(又稱「德爾塔4型」或Delta 9250H)」、中國的「長征五號」、歐洲的「阿麗亞娜5」和俄羅斯的「質子-M」。
難道「獵鷹重型」不算重型火箭?不算。
「重型運載火箭」的定義是要能把20~50噸的有效載荷送到近地軌道,「獵鷹重型」用兩枚獵鷹一級火箭做助推器,據說能發射38~63.8噸的物體上天,但它從來沒發射過20噸重的東西。由於其最大發射能力未經證實,不算重型火箭,因此「獵鷹」首先被淘汰。
「獵鷹重型」從沒發射過重的東西
航天強國印度也有一型「大火箭」——GSLV Mk.3 (又稱LVM3),看過它發射的人常常發出驚嘆:「印度航天也這麼強了啊!這枚大火箭看起來跟長征五號沒什麼兩樣」。
航天強不強大家都知道,但印度攝影師的水平還是值得點個贊的,他們能把LVM3拍得無比雄壯。咱家攝影師則十分擅長使用魚眼鏡頭,在他們眼裡,航母看起來永遠都像漁船。
但要把LVM3與長征五號放在一塊兒比,就能很容易地看出它只是個「弟弟」:
印度「重型火箭」只是個弟弟
印度火箭看著敦實,其實它的能力僅相當於長征七號,因此不是重型火箭。
實際上從外形看,LVM3更像歐洲重型火箭「阿麗亞娜5」的縮小版,二者都用了固體火箭作助推器,只不過阿麗亞娜5的第一級使用了強大的「火神2」氫氧火箭發動機。印度造不出像樣的液體火箭發動機,只能用固體火箭強推。
固體火箭的好處是結構相對簡單、便宜、推力大,包括美國阿特拉斯5、太空梭以及未發射的「月球火箭」SLS都使用固體火箭來做一級或一級助推。固體火箭的缺點也很明顯,它不可控——點火是一次性的,燃料燒光了才會熄火,無法進行精確的軌道控制。並且固體火箭內部壓強大,需要高強度的鋼殼,這就增加了火箭的自重。
固體火箭助推器也有缺點
阿麗亞娜5火箭的「ES」型號近地軌道發射能力約21噸,十年來它已經將重達20噸的開普勒空間望遠鏡和3艘「歐洲貨運飛船」送到近地軌道,並且數十次把10噸左右的通信衛星發射到地球同步軌道上,極高的成功率已經證明了它能力非凡。
美國「德爾塔IV」重型火箭理論上能把重達28.79噸的有效載荷送上近地軌道,並且將14.2噸的衛星發射至地球同步軌道,是「四大金剛」中最強的一個。儘管已有的14次發射中一大半是「秘密任務」,但2014年底它曾將21噸的獵戶座試驗飛行器推到遠地點高度達5800公里的大橢圓軌道,這足以證明其能力不俗。
俄羅斯的「質子-M」火箭源於前蘇聯時期的「質子」,從外形看它似乎捆綁了6個助推器,其實那是6台一級火箭的偏二甲肼發動機,所以它的「直徑」很大。質子-M最多能把23噸的航天器發射上天,GTO的運載能力為6.9噸,稍遜於其它幾款重型火箭。
重型火箭「四大金剛」
長征五號火箭直徑達5米,主要用於深空探測等重型發射任務,為空間站建造而設計的長征5B火箭個頭要矮一些,它是一枚「一級半」火箭,總高度為53.66米,卻能輕鬆將重約23噸的天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙送到距地面400公里高度的近地軌道。從運載能力看,它目前是僅次於「德爾塔IV」的重型運載火箭。
長征5B排名重型火箭世界第二
儘管「獵鷹重型」的近地軌道運載能力遠超20噸,獵鷹9號「全推力」版本的近地軌道最大有效載荷據說也達到22噸,但這兩款火箭都沒有實際發射過這麼重的載荷上天,因此紙面數據不被承認,它們暫時也不屬於重型運載火箭。
從實際發射載荷的指標看,中國長征5B火箭排名第二。在成功發射天宮空間站「夢天」實驗艙後,長征5B還將於2023年底發射「巡天」空間望遠鏡,並可能於完成第一階段建造任務之後退役。未來我們將迎來推力更大、更先進的長征九號運載火箭。
中國航天,值得期待!