長征火箭的前世今生_風聞

原創 螺螄道長 俠客島 今天3月12日凌晨，在海南文昌航天發射場，**長征七號A運載火箭成功發射！**中國新一代運載火箭家族再添新兵。

長征火箭是中國人的驕傲，堪稱“國民級IP”。但隨着長征火箭型號越來越多，發射任務越來越密集，人們難免犯迷糊：長征七號和長征七號A是一回事嗎？長征一二三四五六七八號，有啥不同？已經有這麼多火箭了，為啥還要研發新火箭？……

長征七號A運載火箭在海南文昌航天發射場成功發射。圖源：新華網

一

萬變不離其宗，咱先説説火箭。

不妨把火箭看作“太空運輸車”——把特定重量的東西運到特定位置，專業術語叫“把載荷發送至預定軌道”。不同載荷重量、不同軌道距離，需要不同型號的運載火箭。

長征火箭家族就相當於一個“車隊”，大致分工如下：

長征一號系列：錢學森主持設計的中國第一枚火箭，長征火箭家族的奠基者，1970年將中國第一枚衞星送入太空，這是中國航天的起點。**但“長一”只能發近地軌道，且載荷僅0.3噸。**同期美國的土星五號已經能把登月飛船阿波羅號送上天了。土星五號的運載能力是月球軌道45噸、近地軌道118噸。

118:0.3，請記住這個對比。

長征二號系列：主要覆蓋低軌空間(高度300-2000千米)，是中國火箭家族絕對主力，中國所有的載人航天項目都集中在距地300-500千米的低軌空間。所以，“長二”是中國載人航天的主要發射工具。

長征三號系列：主要執行中軌（2000-20000千米）和高軌（20000千米以上）發射任務。軌道任務取決於衞星功能。大部分對地觀測衞星在低軌空間；北斗等大部分導航衞星在中軌空間；大部分通訊衞星在高軌空間，赤道上空36000千米的“地球靜止軌道”更是位置稀缺的戰略資源。“長三”就是高軌任務專用火箭。

長征四號系列：主要負責極地軌道和太陽同步軌道發射。這兩條軌道距地700千米左右，都屬於低軌空間，但又高於載人航天軌道，是各類觀測衞星最常用的發射軌道，具有極高的科研和軍事價值。“長四”就是為之量身打造的高性價比火箭。

過去幾十年，中國航天就是靠長征二號、三號、四號3個系列撐起來的。“長二”主攻低軌+載人航天，“長三”包攬高軌+深空探測，“長四”專注太陽同步軌道。這三兄弟組成了中國老一代長征火箭陣容，在過去半個世紀裏以極高可靠性完成了超300次發射，是中國航天的功臣。

長征家族系列運載火箭（圖源：新華社）

二

但老將仍有不足，問題之一是燃料的環保性問題。

老一代長征火箭，大多使用四氧化二氮和偏二甲肼作為推進劑。優點是混合即燃、可常温貯存、技術要求低；缺點是毒性大、費用高、推進效率低。一枚火箭，數百噸燃料，一旦未充分燃燒，將泄露大量污染物。所以，火箭發射後，發射場和落區都將面臨污染風險。

從2015年長征六號首飛開始，新一代長征火箭一律採用無毒無污染的液氧、液氫和煤油作為推進劑，大大提升了火箭發射的環保性。

第二個問題是運載能力。

老一代長征火箭基本都是中型火箭，如果想往太空走得更遠、運得更多，研發大型火箭勢在必行。

大型火箭就是長征五號，被網友們戲稱為“胖五”。有了“胖五”，中國就有了近地軌道25噸、地球同步軌道14噸、地月軌道8.2噸、地火軌道5噸的運載能力，“太空搬家能力”跨上新台階。

“長五”雖然大幅拉高了運載能力上限，且能覆蓋所有發射軌道，但也出現運力“斷檔”問題。原本負責高軌任務（地球同步軌道）的長征三號甲火箭最大運力為5.5噸，再大就得用“長五”運送，但這非常不經濟。受限於此，中國高軌衞星發射質量曾長期被限制在5.5噸以內。

前幾天發射成功的長征七號A火箭，正是為了改變這一現狀。“長七A”的地球同步轉移軌道運力可達7噸，能有效銜接“長三”與“長五”之間的運力空白。長征家族的另一新兵、去年12月22日發射成功的長征八號火箭，則填補了太陽同步軌道3-4.5噸的運力空白。

未來，在長征系列的新老交替中，“長七A”將接棒“長三”，主攻高軌任務；“長八”將接棒“長四”，主攻太陽同步軌道任務。原先“長二”系列負責的低軌任務將逐步轉至“長六”和“長七”。前者是一款小型火箭，主要負責小衞星的低軌發射；後者是專為載人航天研製的“貨運專列”，把中型火箭低軌運載能力由8.6噸提高到了13.5噸。

有人會問，“長七”和“長七A”分工不同，但名稱相似，不容易搞混嗎？其實，這背後正是新一代長征火箭的厲害之處：模塊化、通用化設計。

簡言之，長征五、六、七、八號，不再是壁壘分明的產品，而是一系列通用模塊的組裝。就像樂高玩具一樣，雖然成品各異，但所用積木模塊相同。比如，長征七號第一級，就與長征五號助推器基本相似；當長征七號助推器變成獨立火箭，就成了長征六號。

在新一代中型長征火箭中，“長七A”最複雜、最完整，包含助推器和第一二三級4個部分。在其基礎上，中國航天人可通過做減法的方式，組裝出長七、長八及其他構型。

這意味着其它新一代長征火箭型號的研製將大大提速。

“胖五”火箭（圖源：新華社）

三

中國火箭的未來還有哪些看點？

一是火箭回收複用。

很多人都對美國SpaceX公司獵鷹火箭的重複利用印象深刻，畢竟火箭回收複用將大幅降低發射成本。馬斯克吸引眼球的同時，中國正穩步攻克這一技術難題。承擔該任務的火箭就是融合型長征八號（長征-8R）。“長七A”助推器與芯一級集束式分離的創新，最終目的就是為“長征-8R”的回收複用做驗證。

不久前，全國政協委員、中國運載火箭技術研究院運載火箭專家、中國科學院院士姜傑受訪時透露：技術團隊已開始推進融合型“長八”火箭研製工作，預計今年可完成垂直起降關鍵技術演示驗證。

另外不得不提的還有長征九號。

為什麼這麼説？因為“世界最強火箭”稱號，已被美國土星五號壟斷了55年。人類何時才能研發出下一款重型火箭，把自己再度送上月球？這是許多世界航天迷的“終極之問”。

如今，波音在研發SLS重型火箭，SpaceX在研發“星艦”重型火箭，俄羅斯在研發“葉尼塞”重型火箭。中國的重型火箭正是長征九號。

今年初，“長九”研製的消息終於出現在主流媒體上：2月22日，國家領導人在參觀月球樣品和探月工程成果展覽時，新聞畫面赫然出現長征九號模型與展板。展板內容顯示，“長九”近地軌道運載能力將達到140噸、奔月轉移軌道運載能力將達到50噸，完全不輸土星五號。

備受矚目的“十四五”規劃綱要中，新一代重型運載火箭和重複使用航天運輸系統被明確列入“科技前沿領域攻關”圖表。

從118:0.3到長征系列不斷湧現的新兵，在通往深空的征途上，中國幾代航天人已經奮鬥了半個多世紀。未來幾年，人類將有機會見證中國航天更多的突破和貢獻。這怎能不讓人熱血沸騰！

文/螺螄道長

編輯/雲歌、綾波