中国火箭有哪些_中国火箭有哪些?( 三 )


三、长征九号VS美国SLS
不管SpaceX的火箭有多先进,不按套路出牌的公司,我们就先不比了 。最应该拿来跟长征九号比较的应该还是美国官方研发的重型火箭,那就是即将发射的SLS 。这款火箭的性能也是非常值得称道的,跟长征九号一样,也是有三个版本 。第一个版本的近地轨道运力达到70吨,月球转移轨道运力27吨,这个运力和SpaceX公司的猎鹰重型火箭差不多,还是有点尴尬的,毕竟SLS研发进度慢、研发成本高、生产成本高是显而易见的 。第二个版本近地轨道运力达到105吨,月球转移轨道运力达到42吨 。第三个版本近地轨道运力130吨,月球转移轨道运力46吨 。三个版本形成运力梯度,可以适应不同的发射任务 。
对应长征九号2011版,也可以实现类似的运力梯度 。长征九号采用类似长征五号的模块化设计理念,无需版本升级,只要通过改变助推器数量,就可以改变推力,从而实现运力梯度 。使用四个助推器的长征九号近地轨道运力140吨,月球转移轨道运力50吨 。使用两个助推器的长征九号甲,近地轨道运力100吨,月球转移轨道运力35吨 。不用助推器的长征九号乙,近地轨道运力50吨,月球转移轨道运力20吨 。
SLS是2011年开始研制的,刚好是长征九号提出来的时间 。这款火箭最大的特点是,尽量使用成熟的技术,降低研发成本 。中国的长征九号,三个版本,计划使用的发动机都是待研发的全新发动机,10米级火箭直径也是从来没有接触过的,研发难度高是可以理解的 。而SLS使用的发动机、贮箱等技术全部继承已有的成熟技术,只做部分改进 。按说,SLS的研发应该很顺利才对 。但是,实际情况是,这款火箭的研发不仅进度拖沓,从原计划的6年延长到了11年,整整推迟了5年,经费也不断增加,而且生产出来的样品还状况百出,实在令人费解 。
SLS最大的优势是,发动机技术成熟,无论是固体发动机还是液氢液氧发动机,都是久经考验的发动机,其可靠性已经得到了航天飞机的反复验证 。大推力固体助推器可以提高火箭的起飞推力,提高火箭的准备效率 。这款火箭的缺点是历史包袱有点重,设计思路受到了限制,后面的两次升级虽然也提高了推力,改进了技术,但没有应用回收技术、动力冗余技术等比较热门的新技术 。
另外,航天飞机用过的发动机都代表着世界上最先进的发动机技术,但同时也是昂贵的代名词 。SLS并不打算回收使用,完全没有必要配备航天飞机的可重复使用发动机 。因此,他们正在简化液氢液氧发动机,降低生产难度,提高性价比,目前正在试验其性能 。固体发动机也准备从现在的五段式装药,改造成更先进的整体式装药发动机 。但是,现在的情况是,即使还没有改动发动机,也不断出现新状况,不断推迟发射时间 。更不用说动力冗余、垂直回收等先进理念的应用了,实在让人怀疑NASA的能力是不是越来越退步了 。
相对来说,长征九号历史包袱要小很多,完全可以采用全新的设计理念,重新设计一款产品 。最近连续推出2021版和2022版就是很好的印证 。但是,目前尚不明确,2011版、2021版和2022版,三个版本是一起研发,逐步推出,还是只选择其中一款 。从实力展示的角度来说,当然是三款全部研发最好,但是从经济性、实用性的角度出发,最好只研发其中一款,后期再演进 。
总结下来,如果只比较2011款长征九号和美国的SLS火箭,两者各有千秋 。但如果用2021款和2022款与SLS比较,则理念更先进,实用性更强 。
四、SpaceX的超重火箭和星舰以及SpaceX的网红套路
但是,如果把SpaceX的超重火箭和星舰拿出来的话,长征九号的运力也会略显逊色 。虽然看起来星舰的运力只有100吨,好像小于长征九号的140吨-150吨 。但是100吨是星舰内部载货量,其实星舰自己也进入轨道了,要知道星舰的干重就有100吨,再加上燃料可达一千多吨 。长征九号就算可以运送一个150吨的飞船进入近地轨道,其内部携带的货物也很难达到100吨 。星舰还计划实现在轨加油,加满油以后,火星轨道运载能力可以达到100吨 。而长征九号的火星轨道运载能力连飞船一共也就40多吨 。
SpaceX的商业化理念,是其研发超前的重要因素 。因为通过商业化运营的利润,来分担研发经费,是可持续发展的重要手段 。尤其是星舰的目标是每月至少发射两次,通过高频次发射,就可以不断获得利润,尽快收回前期的研发费用,并为后期的升级改造提供费用 。SLS主要还是为了重返月球的国家战略设计的,就像土星五号一样,发射频次低,收回成本慢,甚至有可能无法收回成本,主要成本由国家承担 。长征九号,介于两者之间,虽然也是以月球探测、火星探测为主要任务,但同时还会承担中国太空新基建任务,建设太空太阳能电站等大型太空项目,通过商业化运营回收研发成本,虽然达不到星舰每月两次发射的频率,但应该会比SLS更繁忙 。