中国大国重器再添新兵

微言网编辑部

3月12日凌晨，在海南文昌航天发射场，长征七号A运载火箭成功发射！中国新一代运载火箭家族再添新兵。

长征火箭是中国人的骄傲，堪称“国民级IP”。但随着长征火箭型号越来越多，发射任务越来越密集，人们难免犯迷糊：长征七号和长征七号A是一回事吗？长征一二三四五六七八号，有啥不同？已经有这么多火箭了，为啥还要研发新火箭？……

长征七号A运载火箭在海南文昌航天发射场成功发射。图源：新华网

一

万变不离其宗，咱先说说火箭。

不妨把火箭看作“太空运输车”——把特定重量的东西运到特定位置，专业术语叫“把载荷发送至预定轨道”。不同载荷重量、不同轨道距离，需要不同型号的运载火箭。

长征火箭家族就相当于一个“车队”，大致分工如下：

长征一号系列：钱学森主持设计的中国第一枚火箭，长征火箭家族的奠基者，1970年将中国第一枚卫星送入太空，这是中国航天的起点。但“长一”只能发近地轨道，且载荷仅0.3吨。同期美国的土星五号已经能把登月飞船阿波罗号送上天了。土星五号的运载能力是月球轨道45吨、近地轨道118吨。

118:0.3，请记住这个对比。

长征二号系列：主要覆盖低轨空间(高度300-2000千米)，是中国火箭家族绝对主力，中国所有的载人航天项目都集中在距地300-500千米的低轨空间。所以，“长二”是中国载人航天的主要发射工具。

长征三号系列：主要执行中轨（2000-20000千米）和高轨（20000千米以上）发射任务。轨道任务取决于卫星功能。大部分对地观测卫星在低轨空间；北斗等大部分导航卫星在中轨空间；大部分通讯卫星在高轨空间，赤道上空36000千米的“地球静止轨道”更是位置稀缺的战略资源。“长三”就是高轨任务专用火箭。

长征四号系列：主要负责极地轨道和太阳同步轨道发射。这两条轨道距地700千米左右，都属于低轨空间，但又高于载人航天轨道，是各类观测卫星最常用的发射轨道，具有极高的科研和军事价值。“长四”就是为之量身打造的高性价比火箭。

过去几十年，中国航天就是靠长征二号、三号、四号3个系列撑起来的。“长二”主攻低轨+载人航天，“长三”包揽高轨+深空探测，“长四”专注太阳同步轨道。这三兄弟组成了中国老一代长征火箭阵容，在过去半个世纪里以极高可靠性完成了超300次发射，是中国航天的功臣。

长征家族系列运载火箭（图源：新华社）

二

但老将仍有不足，问题之一是燃料的环保性问题。

老一代长征火箭，大多使用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂。优点是混合即燃、可常温贮存、技术要求低；缺点是毒性大、费用高、推进效率低。一枚火箭，数百吨燃料，一旦未充分燃烧，将泄露大量污染物。所以，火箭发射后，发射场和落区都将面临污染风险。

从2015年长征六号首飞开始，新一代长征火箭一律采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂，大大提升了火箭发射的环保性。

第二个问题是运载能力。

老一代长征火箭基本都是中型火箭，如果想往太空走得更远、运得更多，研发大型火箭势在必行。

大型火箭就是长征五号，被网友们戏称为“胖五”。有了“胖五”，中国就有了近地轨道25吨、地球同步轨道14吨、地月轨道8.2吨、地火轨道5吨的运载能力，“太空搬家能力”跨上新台阶。

“长五”虽然大幅拉高了运载能力上限，且能覆盖所有发射轨道，但也出现运力“断档”问题。原本负责高轨任务（地球同步轨道）的长征三号甲火箭最大运力为5.5吨，再大就得用“长五”运送，但这非常不经济。受限于此，中国高轨卫星发射质量曾长期被限制在5.5吨以内。

前几天发射成功的长征七号A火箭，正是为了改变这一现状。“长七A”的地球同步转移轨道运力可达7吨，能有效衔接“长三”与“长五”之间的运力空白。长征家族的另一新兵、去年12月22日发射成功的长征八号火箭，则填补了太阳同步轨道3-4.5吨的运力空白。

未来，在长征系列的新老交替中，“长七A”将接棒“长三”，主攻高轨任务；“长八”将接棒“长四”，主攻太阳同步轨道任务。原先“长二”系列负责的低轨任务将逐步转至“长六”和“长七”。前者是一款小型火箭，主要负责小卫星的低轨发射；后者是专为载人航天研制的“货运专列”，把中型火箭低轨运载能力由8.6吨提高到了13.5吨。

有人会问，“长七”和“长七A”分工不同，但名称相似，不容易搞混吗？其实，这背后正是新一代长征火箭的厉害之处：模块化、通用化设计。

简言之，长征五、六、七、八号，不再是壁垒分明的产品，而是一系列通用模块的组装。就像乐高玩具一样，虽然成品各异，但所用积木模块相同。比如，长征七号第一级，就与长征五号助推器基本相似；当长征七号助推器变成独立火箭，就成了长征六号。

在新一代中型长征火箭中，“长七A”最复杂、最完整，包含助推器和第一二三级4个部分。在其基础上，中国航天人可通过做减法的方式，组装出长七、长八及其他构型。

这意味着其它新一代长征火箭型号的研制将大大提速。

“胖五”火箭（图源：新华社）

三

中国火箭的未来还有哪些看点？

一是火箭回收复用。

很多人都对美国SpaceX公司猎鹰火箭的重复利用印象深刻，毕竟火箭回收复用将大幅降低发射成本。马斯克吸引眼球的同时，中国正稳步攻克这一技术难题。承担该任务的火箭就是融合型长征八号（长征-8R）。“长七A”助推器与芯一级集束式分离的创新，最终目的就是为“长征-8R”的回收复用做验证。

不久前，全国政协委员、中国运载火箭技术研究院运载火箭专家、中国科学院院士姜杰受访时透露：技术团队已开始推进融合型“长八”火箭研制工作，预计今年可完成垂直起降关键技术演示验证。

另外不得不提的还有长征九号。

为什么这么说？因为“世界最强火箭”称号，已被美国土星五号垄断了55年。人类何时才能研发出下一款重型火箭，把自己再度送上月球？这是许多世界航天迷的“终极之问”。

如今，波音在研发SLS重型火箭，SpaceX在研发“星舰”重型火箭，俄罗斯在研发“叶尼塞”重型火箭。中国的重型火箭正是长征九号。

今年初，“长九”研制的消息终于出现在主流媒体上：2月22日，国家领导人在参观月球样品和探月工程成果展览时，新闻画面赫然出现长征九号模型与展板。展板内容显示，“长九”近地轨道运载能力将达到140吨、奔月转移轨道运载能力将达到50吨，完全不输土星五号。

备受瞩目的“十四五”规划纲要中，新一代重型运载火箭和重复使用航天运输系统被明确列入“科技前沿领域攻关”图表。

从118:0.3到长征系列不断涌现的新兵，在通往深空的征途上，中国几代航天人已经奋斗了半个多世纪。未来几年，人类将有机会见证中国航天更多的突破和贡献。这怎能不让人热血沸腾！

文/螺蛳道长