新目標(biāo)！我國(guó)新一代載人登月運(yùn)載火箭研制再突破
更新時(shí)間：2025/8/18 11:09:24 來源：新華社
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8月15日下午，我國(guó)在文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功組織實(shí)施長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭系留點(diǎn)火試驗(yàn)。這是繼圓滿完成夢(mèng)舟載人飛船零高度逃逸飛行試驗(yàn)和攬?jiān)轮懫髦懫痫w綜合驗(yàn)證試驗(yàn)之后，我國(guó)載人月球探測(cè)工程研制工作取得的又一項(xiàng)重要階段性突破。
我國(guó)為何要研制長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭？這一系列火箭又有哪些看點(diǎn)？記者采訪了專家。
要有“更大力氣”
中國(guó)航天科技集團(tuán)一院、長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭副總指揮郭巍介紹，載人登月的技術(shù)復(fù)雜度遠(yuǎn)超近地軌道任務(wù)。根據(jù)工程方案，需兩枚火箭分別將月面著陸器與新一代載人飛船精準(zhǔn)送入地月轉(zhuǎn)移軌道，并在環(huán)月軌道完成交會(huì)對(duì)接。這對(duì)單次發(fā)射的地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力提出了硬性指標(biāo)：不小于27噸。
而我國(guó)現(xiàn)役主力火箭家族，均難以達(dá)到這一指標(biāo)——
首先來看我國(guó)現(xiàn)役唯一載人火箭長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭，其近地軌道運(yùn)載能力約8.6噸，折算到地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力大幅降低，遠(yuǎn)不能滿足深空大質(zhì)量載荷需求。
長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭則定位為空間站貨物運(yùn)輸，近地軌道運(yùn)載能力約13.5噸，折算地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力同樣遠(yuǎn)低于27噸的要求。
我國(guó)現(xiàn)役推力最大的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭，地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力約8噸。雖能執(zhí)行大型無(wú)人深空探測(cè)任務(wù)，但距離載人登月所需27噸級(jí)能力也存在一定差距。
由此可見，現(xiàn)役火箭的運(yùn)載能力與我國(guó)載人月球探測(cè)工程最低需求之間存在較大差距，必須研制具備大質(zhì)量深空投送能力的全新火箭平臺(tái)。
滿足“精準(zhǔn)可靠”
我國(guó)載人月球探測(cè)工程采用“兩次發(fā)射、環(huán)月對(duì)接”方案，這對(duì)火箭系統(tǒng)提出了超越單次近地軌道飛行任務(wù)的要求——
一方面是可靠性與安全性。郭巍表示，載人登月任務(wù)周期長(zhǎng)、環(huán)境極端、不可逆環(huán)節(jié)多。要保障登月航天員生命安全和任務(wù)的成功，就要求火箭具備遠(yuǎn)高于近地載人任務(wù)的可靠性與故障應(yīng)對(duì)能力。
新一代載人登月運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如冗余設(shè)計(jì)、逃逸系統(tǒng)、智慧化故障診斷與處置也要更為嚴(yán)苛，以滿足載人登月這一高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)任務(wù)。
另一方面則是高精度發(fā)射與入軌。“兩枚火箭需在嚴(yán)格時(shí)序內(nèi)發(fā)射，將各自載荷精準(zhǔn)送入預(yù)定的地月轉(zhuǎn)移軌道，確保后續(xù)環(huán)月交會(huì)對(duì)接的可行性與高效率。這要求火箭具備極高的入軌精度和發(fā)射窗口靈活性。”郭巍說。
此外，還需兼顧多任務(wù)構(gòu)型適應(yīng)性。工程不僅需要執(zhí)行登月任務(wù)的構(gòu)型，還需衍生用于空間站運(yùn)營(yíng)的無(wú)助推器構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化與資源復(fù)用。
破繭“長(zhǎng)征十號(hào)”
在載人月球探測(cè)工程需求的牽引下，長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭應(yīng)運(yùn)而生，其設(shè)計(jì)核心就是直接針對(duì)當(dāng)前不足和任務(wù)挑戰(zhàn)。
據(jù)介紹，長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭是我國(guó)面向載人月球探測(cè)任務(wù)研制的新一代載人運(yùn)載火箭，包括長(zhǎng)征十號(hào)和長(zhǎng)征十號(hào)甲兩種構(gòu)型。
長(zhǎng)征十號(hào)為帶助推器的三級(jí)火箭，直徑5米，最大高度92.5米，捆綁兩個(gè)助推器，將在載人登月任務(wù)中承擔(dān)夢(mèng)舟Y載人飛船和攬?jiān)轮懫靼l(fā)射任務(wù)。
長(zhǎng)征十號(hào)甲為兩級(jí)火箭，直徑5米，最大高度67米，一子級(jí)可回收并重復(fù)使用，將在空間站應(yīng)用與發(fā)展工程中承擔(dān)夢(mèng)舟載人飛船和天舟貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)。
郭巍表示，長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭將通過先進(jìn)的傳感器網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)健康管理系統(tǒng)、智能飛行控制算法，實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)、排除故障和任務(wù)重構(gòu)。特別是近地構(gòu)型一子級(jí)按可重復(fù)使用設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“一次投入，多方受益”。
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我國(guó)為何要研制長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭？這一系列火箭又有哪些看點(diǎn)？記者采訪了專家。
要有“更大力氣”
中國(guó)航天科技集團(tuán)一院、長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭副總指揮郭巍介紹，載人登月的技術(shù)復(fù)雜度遠(yuǎn)超近地軌道任務(wù)。根據(jù)工程方案，需兩枚火箭分別將月面著陸器與新一代載人飛船精準(zhǔn)送入地月轉(zhuǎn)移軌道，并在環(huán)月軌道完成交會(huì)對(duì)接。這對(duì)單次發(fā)射的地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力提出了硬性指標(biāo)：不小于27噸。
而我國(guó)現(xiàn)役主力火箭家族，均難以達(dá)到這一指標(biāo)——
首先來看我國(guó)現(xiàn)役唯一載人火箭長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭，其近地軌道運(yùn)載能力約8.6噸，折算到地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力大幅降低，遠(yuǎn)不能滿足深空大質(zhì)量載荷需求。
長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭則定位為空間站貨物運(yùn)輸，近地軌道運(yùn)載能力約13.5噸，折算地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力同樣遠(yuǎn)低于27噸的要求。
我國(guó)現(xiàn)役推力最大的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭，地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力約8噸。雖能執(zhí)行大型無(wú)人深空探測(cè)任務(wù)，但距離載人登月所需27噸級(jí)能力也存在一定差距。
由此可見，現(xiàn)役火箭的運(yùn)載能力與我國(guó)載人月球探測(cè)工程最低需求之間存在較大差距，必須研制具備大質(zhì)量深空投送能力的全新火箭平臺(tái)。
滿足“精準(zhǔn)可靠”
我國(guó)載人月球探測(cè)工程采用“兩次發(fā)射、環(huán)月對(duì)接”方案，這對(duì)火箭系統(tǒng)提出了超越單次近地軌道飛行任務(wù)的要求——
一方面是可靠性與安全性。郭巍表示，載人登月任務(wù)周期長(zhǎng)、環(huán)境極端、不可逆環(huán)節(jié)多。要保障登月航天員生命安全和任務(wù)的成功，就要求火箭具備遠(yuǎn)高于近地載人任務(wù)的可靠性與故障應(yīng)對(duì)能力。
新一代載人登月運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，如冗余設(shè)計(jì)、逃逸系統(tǒng)、智慧化故障診斷與處置也要更為嚴(yán)苛，以滿足載人登月這一高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)任務(wù)。
另一方面則是高精度發(fā)射與入軌。“兩枚火箭需在嚴(yán)格時(shí)序內(nèi)發(fā)射，將各自載荷精準(zhǔn)送入預(yù)定的地月轉(zhuǎn)移軌道，確保后續(xù)環(huán)月交會(huì)對(duì)接的可行性與高效率。這要求火箭具備極高的入軌精度和發(fā)射窗口靈活性。”郭巍說。
此外，還需兼顧多任務(wù)構(gòu)型適應(yīng)性。工程不僅需要執(zhí)行登月任務(wù)的構(gòu)型，還需衍生用于空間站運(yùn)營(yíng)的無(wú)助推器構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化與資源復(fù)用。
破繭“長(zhǎng)征十號(hào)”
在載人月球探測(cè)工程需求的牽引下，長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭應(yīng)運(yùn)而生，其設(shè)計(jì)核心就是直接針對(duì)當(dāng)前不足和任務(wù)挑戰(zhàn)。
據(jù)介紹，長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭是我國(guó)面向載人月球探測(cè)任務(wù)研制的新一代載人運(yùn)載火箭，包括長(zhǎng)征十號(hào)和長(zhǎng)征十號(hào)甲兩種構(gòu)型。
長(zhǎng)征十號(hào)為帶助推器的三級(jí)火箭，直徑5米，最大高度92.5米，捆綁兩個(gè)助推器，將在載人登月任務(wù)中承擔(dān)夢(mèng)舟Y載人飛船和攬?jiān)轮懫靼l(fā)射任務(wù)。
長(zhǎng)征十號(hào)甲為兩級(jí)火箭，直徑5米，最大高度67米，一子級(jí)可回收并重復(fù)使用，將在空間站應(yīng)用與發(fā)展工程中承擔(dān)夢(mèng)舟載人飛船和天舟貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)。
郭巍表示，長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭將通過先進(jìn)的傳感器網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)健康管理系統(tǒng)、智能飛行控制算法，實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)、排除故障和任務(wù)重構(gòu)。特別是近地構(gòu)型一子級(jí)按可重復(fù)使用設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“一次投入，多方受益”。
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