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中國新一代運載火箭
（2008年03月11日 02:28）
來源︰《百科知識》 2008年第3期
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□作者: 尹懷勤
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剛剛過去的2007年，中國航天不斷給人們帶來新的驚喜，尤其是首次月球探測工程，格外引人注目。其實，就在“嫦娥一號”探月衛星升空的一周時間內，即當其還在繞地調相軌道階段運行的時候，中國航天開始建設天津新一代運載火箭產業化基地和海南文昌發射場兩項工程。就其未來的綜合效應來講，這兩個基地建成後的作用將更為巨大。
大家知道，發射任何航天器，都離不開相應的幾大工程系統的保障和配合工作。如發射“神舟號”宇宙飛船載人航天，需要七大工程系統有序地大力協同才能實施；發射“嫦娥一號”衛星探測月球，需要五大工程系統有機聯動和適時餃接才能完成。盡管執行不同任務的航天發射之間相比較，有些系統有所變更，但是都少不了航天器系統、運載火箭系統、發射場系統和測控系統。由此人們不難理解我國開工建設上述兩個工程基地的極端重要性。
研制新一代運載火箭的緣由
眾所周知，中國已先後研制成功12種“長征號”和1種“風暴一號”運載火箭。其近地軌道運載能力為0.3∼9.2噸，地球同步轉移軌道即高軌道運載能力為1.45∼5.1噸。這些火箭分別從酒泉、西昌、太原三個發射中心起飛，自1970年4月24日到2007年11月12日已把88顆不同類型的國產衛星、28顆國外制造的衛星和自行研制的6艘“神舟號”宇宙飛船送入太空軌道運行。上述122個航天器分別覆蓋了地球擁有的順行、太陽同步、靜止和極地四種類型的軌道。2007年10月24日“長征三號甲”火箭還把“嫦娥一號”探月衛星送上了預定軌道，成為我國航天事業發展史上繼成功發射人造地球衛星和載人宇宙飛船之後的第三個里程碑，也成為繼美、俄、歐空局之後世界上第四個主力品牌火箭執行航天發射超過百次的國家。
鑒于西方工業發達國家始終把奪取空間優勢作為航天領域的首要任務，仍在不斷加速研制新型運載工具，新世紀初已經問世的美國“德爾塔4型”火箭、歐空局“阿里安5”改進型火箭和日本H-2A型火箭，高軌道運載能力最高分別達到了13.2噸、12噸和9.5噸。為使我國火箭技術繼續在世界航天發射市場上佔有一席之地，研制新一代運載火箭已迫在眉睫。
從我國和世界範圍的科技發展態勢看，研制新一代運載火箭也勢在必行。一是隨著信息技術的發展，應用衛星呈現出重型化和星座化的趨勢，對運載火箭提出了更高的要求。二是隨著空間技術的發展，各種天體探測器、太空望遠鏡和載人航天器將呈現多樣化，對運載火箭提出了更新的要求。三是隨著環保科技的發展，人類越來越重視地球環境免受污染，對使用有毒有害推進劑的運載火箭提出了換代要求。
有鑒于此，2007年10月30日，中國新一代運載火箭產業化基地在天津濱海新區開工建設。
新一代運載火箭的特點和性能
新一代運載火箭亦稱新型大推力運載火箭，其型號命名將統一歸納為“長征五號”系列。它具有三個明顯的特點︰一是推力大。火箭應能滿足發射不同用途的大型衛星、宇宙飛船和空間站的需要，能夠承擔國內外新型航天器的發射任務，運載能力能繼續在世界航天高技術領域佔住靠前的席位；二是無污染。原來使用的無毒的液氫液氧推進劑，不僅要繼續使用，而且要提高發動機的推力。原來使用的有毒的偏二甲 和四氧化二氮推進劑，不僅要被無毒的煤油和液氧所取代，而且發動機也要大型化。換句話說，新一代運載火箭是無毒、無污染的“綠色”火箭；三是成本低。火箭要實現通用化、系列化和組合化設計，不僅形成高可靠性，而且降低制造成本。
高起點的新一代運載火箭的技術方案可用一個重點、兩種動力系統和三個模塊來概括。一個重點即以發展5米直徑的大型火箭為重點；兩種動力系統即采用51噸推力液氫液氧發動機和128噸推力煤油液氧發動機兩種新型動力系統；三個模塊即以5米、3.35米和2.25米三種直徑火箭為三個基本模塊。通過模塊化的選配組合，采用軸向串聯、橫向捆綁並聯和串並聯共用的方式，既可減少研制工作量，又可形成六種高軌道和八種低軌道的新型火箭系列，滿足不同發射重量的需求。其近地軌道運載能力可覆蓋1.2∼25噸，地球同步轉移軌道運載能力可覆蓋1.8∼14噸。兩者的最大值都比長征系列運載火箭實際使用的最高運載能力高出3倍左右，可發射20噸級載人空間站、大型太空望遠鏡和深空探測器以及各種重型應用衛星，其中的小型火箭具備雙星或多星發射更小重量級衛星的能力，能滿足2l世紀上半葉國內外航天發射市場的需要。
海南新航天發射場開建
在新一代運載火箭加緊研制的同時，中國還將在海南省文昌市建設新航天發射場，滿足新一代無毒、無污染運載火箭和新型航天器發射任務需求。 2007年10月29日，新航天發射場前期工作正式開始。預計2012年建成的新發射場佔地1.7萬畝，由技術區、發射區、指揮控制中心、跟蹤測量站以及通信、氣象、交通等技術保障系統組成。未來將主要承擔地球同步軌道衛星、大質量極軌衛星、大噸位空間站和深空探測器等航天器的發射任務。
由于建國以來的國內外背景等歷史原因，我國現有的酒泉、西昌、太原三個航天發射中心都建在內陸地區，存在著鐵路運輸不利于大型運載火箭的發展、發射地理緯度高不能充分利用地球自轉速度和飛行航區安全性差等缺點，故而作為新一代運載火箭研發使用配套的重要項目，在海南省文昌市建設新的航天發射中心。這樣，發射場面臨廣闊的太平洋海域，可通過水上大型交通工具運輸巨型火箭，地理緯度低能較多地利用地球自轉速度從而節省能耗，火箭落點位置易于選擇，其飛行航區的安全性問題可徹底解決，亦便于開展國際交流與合作。新發射場啟用後，酒泉衛星發射中心仍將繼續承擔返回式衛星、載入航天工程等發射任務；太原衛星發射中心仍主要承擔太陽同步軌道衛星發射任務；西昌衛星發射中心將作為新發射場的一部分，只承擔應急發射任務。
事實上，凡是發展航天科技的國家都最大限度地充分利用靠近赤道位置建設航天發射場。美國在其東南部面臨大西洋的佛羅里達州卡納維拉爾角建設了航天發射中心。印度在其東南部面臨孟加拉灣海面的斯里哈里科塔建設了航天發射中心。歐洲空間局在位于赤道附近的法屬圭亞那庫魯地區建設了航天發射場。日本在其本土最南端的種子島建設了航天發射中心。美國、俄羅斯、烏克蘭和挪威的四家大公司組建的海射公司選擇太平洋赤道海域作為海上航天發射場。
海南省文昌市除處于低緯度地區這個最主要的地理位置優勢外，還具備良好的自然條件。這里地勢平坦開闊，地質結構穩定，氣象條件好，氣溫變化小，水資源豐富，人口密度較低，通視環境較佳。
天津濱海新區生產的新一代運載火箭，將可搭乘專用船只抵達海南文昌航天發射場。未來，當新一代運載火箭實施點火騰空時，那將標志著我國和平開發利用空間資源的能力邁上了一個新的台階。
責任編輯 龐 雲
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