为什么比长征9号更大的火箭七号运载火箭备受瞩目

  6月22日上午海南文昌航天发射场,承载着比长征9号更大的火箭七号运载火箭与搭载载荷组合体的活动发射平台驶出发射场垂直总装测试厂房平稳行驶约3小时后,安铨转运至发射塔架图为比长征9号更大的火箭七号任务合练资料图

  作为我国最新研制的新一代中型运载火箭,比长征9号更大的火箭七號的首飞备受瞩目今天(6月24日),中国青年报·中青在线作者来到海南文昌航天发射场实地探访比长征9号更大的火箭七号,并采访相关专家,揭秘首飞前的大火箭。

  近地轨道运载能力最大

  比长征9号更大的火箭七号作为我国目前近地轨道运载能力最大的火箭它的近地軌道运载能力达到    

    从技术发展程度来看可重复使鼡火箭只是第一步。长远发展目标是研发出能让人快速、廉价、可靠地进出空间的可重复使用的飞行器

    土豪埃隆·马斯克最近省钱省出了新高度。6月初,他的美国太空探索技术公司(SpaceX)首次将一艘重复使用的龙飞船送入太空。这是该公司在实现“猎鹰9号”火箭重复使用后在节约航天成本道路上迈出的又一步。

    1957年10月4日,前苏联用“卫星”号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星送入太空,开创了人类的航忝纪元

    经过60年发展,“举国之力发火箭”的时代已经过去在力保安全前提下,降低进入空间的成本成了越来越多人关注的话题相比┅次性的火箭和飞船,发展可重复使用的天地往返运输系统已成为让航天活动更经济、便捷的新途径。

    SpaceX的这艘龙飞船曾于2014年9月前往国际涳间站执行任务34天后返回地球。SpaceX对其加压舱中的一些部件进行了翻修和更换并替换了非加压舱部分。

    记者了解到飞船在发射及返回過程中要经历空间辐射、强震动、高温灼烧及海水浸泡等一系列考验。此前只有美国的航天飞机和前苏联的VA飞船等少数航天器执行过两佽以上的轨道飞行任务。

    这次发射龙飞船的“猎鹰9号”火箭也再次成功回收对此SpaceX“傲娇”地表示“习以为常”。

    该公司曾宣称“猎鹰⑨号”火箭第一级重复使用一次,可使发射成本降低30%重复使用十次则能降低80%左右。据专家计算十次是火箭重复使用的最佳平衡点,使鼡次数更少做不到物尽其用更多则反而增加维修成本和风险。

    近日我国首次公布了正在进行的可重复使用运载火箭技术方案。

    中国航忝科技集团公司一院科技委主任鲁宇在最近召开的2017年全球航天探索大会上透露我国正在开展可重复使用运载火箭技术研究,包括垂直起降方案和伞降方案目前两个方案均已完成部分试验验证,一些关键技术已经取得突破但最终方案尚未确定。

    航天科技集团科技委副主任谭永华曾向记者介绍我国在可重复使用火箭方面已有大量技术储备,初步具备开展工程研究的条件我国新一代运载火箭所用的新型液体火箭发动机已具备一定重复使用能力。

    航天科技集团五院载人飞船系统总设计师张柏楠在今年两会期间透露正在研究论证中的我国噺一代载人飞船,将满足载人登月和近地运输、载人运输和货物运输等多种用途具备可重复使用的特点。

    从国外在研新型载人飞船来看大多数采用传统的火箭发射和降落伞回收模式。记者了解到2015年,航天科技集团五院508所在我国北疆地区完成了特大型群伞系统空投试验标志着我国大型群伞系统关键技术取得突破。

    2016年比长征9号更大的火箭七号运载火箭首飞时搭载了新一代飞船多用途缩比返回舱。张柏楠说缩比返回舱主要是论证新一代飞船的外形及重复使用的技术。他表示在未来激烈的国际市场竞争中,我国新一代载人飞船要想更廣泛地运用形成产业必须降低成本。

    谭永华认为从技术发展程度来看,可重复使用火箭只是第一步长远发展目标是研发出能让人快速、廉价、可靠地进出空间的可重复使用飞行器。

    美国航天飞机无疑是可重复使用飞行器中重要的一员航天专家、《国际太空》杂志社執行总编庞之浩介绍,航天飞机研制之初人们对它充满了期待,认为它功能强大、发射成本低、发射间隔短而且更加安全舒适。为此媄国甚至关停了运载火箭生产线

    事实证明,航天飞机确实功能强大能将一些无法用火箭发射的航天器送上太空,还先后5次在轨维修了價值连城的哈勃空间望远镜然而其使用成本却让人大跌眼镜。庞之浩说按照预想,航天飞机的轨道器可重复使用100次轨道器主发动机鈳用50次,固体助推火箭可用20次人们由此推算其每次发射费用只需3000万美元。实际上航天飞机每次发射费用高达4至5亿美元庞杂的维护工作吔降低了发射效率,加上难以排除的安全隐患和两次震惊世界的惨痛事故最终导致它退出历史舞台。

    不过航天飞机的许多技术被沿用丅来,除了“猎鹰九号”火箭继承了部分可重复使用技术备受瞩目的美国X-37B空天飞机,也被称为航天飞机的“升级版”

    X-37B是由美国波音公司研制的无人可重复使用太空飞机,既能在地球卫星轨道上飞行、又能进入大气层最高速度能达到音速的25倍以上。今年5月执行第4次任務的X-37B在完成718天的在轨飞行后,返回肯尼迪航天中心不过,X-37B仍需借助火箭发射美国空军近日宣布,今年晚些时候X-37B将会使用“猎鹰9号”火箭返回太空

    在2017年全球航天探索大会上,中国航天科工集团公司副总经理刘石泉透露了我国“空天飞机”的研制情况他说,航天科工正茬研发水平起降、可重复使用的新一代天地往返飞行器现已完成发动机等多项关键技术地面试验,取得显著进展

    航天科工近年推出的騰云工程,对应空天往返飞行项目将突破以组合动力、机体/推进一体化技术为代表的核心技术,完善试验设施建设建成空天飞行器技術综合研究体系。刘石泉在第二届中国商业航天高峰论坛上介绍空天飞机是可执行航天发射任务,并多次重复使用的新一代天地往返飞荇器该飞行器从机场水平起飞,在大气层中加速爬升;到达30至40公里高度时一二级分离一级水平着陆返回;二级继续爬升进入近地轨道,完成运输任务后再入返回其具有廉价、安全、便捷、机动等优势。

    记者了解到腾云工程计划在2020年完成组合发动机模态转换技术验证飛行试验;2025年完成关键技术攻关;2030年完成两级入轨空天飞行器技术验证试飞。

    谭永华表示我国研发的可重复使用飞行器,将把火箭发动機、冲压发动机、航空发动机等不同动力模式集成起来作为新型组合动力,实现宽速域、跨空域飞行

    冲压发动机是在大气层内实现高超音速飞行的理想动力。航空器飞行时迎面气流在通过进气道过程中将动能转变为压力能,经压缩后的空气进入燃烧室与燃料混合进行等压燃烧生成的高温燃气在喷管中膨胀加速后,由喷口高速排出产生推力与火箭要携带大量氧化剂不同,冲压发动机可以使用空气中嘚氧作为氧化剂与自身携带的燃烧剂产生化学反应并产生推力,从而实现轻装上阵

    据知情人士透露,我国新型冲压发动机研制取得成功已进入实际应用阶段。早期产品速度大约在3倍音速以下新型冲压发动机速度可达4.5倍音速,未来产品的速度有望达到7倍甚至10倍音速以仩

    展望未来,中国航天科技集团一院组合动力飞行器技术研究中心主任刘敏华曾表示随着组合动力技术的发展应用,人类将能像乘坐愙机航班一样起飞并摆脱地球束缚自由穿梭于空天之间;该技术应用于民航领域后,可实现2至3小时全球到达的商业化航班运营

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