2020年，中國(guó)長(zhǎng)征火箭家族將迎來一位新成員——長(zhǎng)征八號(hào)運(yùn)載火箭。該型火箭的研制將進(jìn)一步完善我國(guó)運(yùn)載火箭型譜，滿足未來中高軌商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)的需求。

在11月6日舉行的第十二屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)上，中國(guó)航天科技集團(tuán)將攜近兩年來的最新科技成果共計(jì)186項(xiàng)產(chǎn)品參展，其中，新一代運(yùn)載火箭家族以1:10模型首次集體亮相。

長(zhǎng)征火箭家族整體亮相。澎湃新聞?dòng)浾?謝瑞強(qiáng) 攝

長(zhǎng)征八號(hào)研制順利正進(jìn)行初樣研制

此次亮相的新一代運(yùn)載火箭家族包括：長(zhǎng)征五號(hào)、長(zhǎng)征五號(hào)B、長(zhǎng)征六號(hào)、長(zhǎng)征六號(hào)A、長(zhǎng)征七號(hào)、長(zhǎng)征七號(hào)A、長(zhǎng)征八號(hào)、長(zhǎng)征九號(hào)和長(zhǎng)征十一號(hào)。

中國(guó)航天科技集團(tuán)一院宇航部副部長(zhǎng)馬志濱介紹，“此次航展，一院第一次對(duì)外展示了新一代運(yùn)載火箭家族，多款新型火箭第一次在公眾面前亮相。”自2015年起，新一代運(yùn)載火箭長(zhǎng)征六號(hào)、長(zhǎng)征十一號(hào)、長(zhǎng)征七號(hào)、長(zhǎng)征五號(hào)先后成功首飛，提升了我國(guó)自主、快速進(jìn)入空間的能力。未來通過長(zhǎng)征七號(hào)甲、長(zhǎng)征八號(hào)、長(zhǎng)征九號(hào)等新一代運(yùn)載火箭的研制完成，中國(guó)的運(yùn)載火箭將實(shí)現(xiàn)整體更新?lián)Q代,

“火箭整體更新?lián)Q代對(duì)未來中國(guó)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)起到支撐作用，”馬志濱說，“長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭與歐美國(guó)家主流火箭相比，在技術(shù)可靠性、發(fā)射成功率、單次發(fā)射服務(wù)費(fèi)用和單位重量載荷發(fā)射成本等方面均具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。”

雖然航天科技集團(tuán)此前曾公開正在研制長(zhǎng)征八號(hào)的消息，但未公布火箭的外形，此次首次亮相讓外界有機(jī)會(huì)一睹其真容。

長(zhǎng)征八號(hào)火箭項(xiàng)目負(fù)責(zé)人宋征宇表示，長(zhǎng)征八號(hào)是為滿足商業(yè)航天發(fā)展需要研發(fā)的新型中型運(yùn)載火箭，目前該型火箭已進(jìn)入初樣研制階段，預(yù)計(jì)在2020年實(shí)施首飛。

據(jù)了解，長(zhǎng)征八號(hào)火箭主要用于填補(bǔ)我國(guó)太陽同步軌道3噸至4.5噸運(yùn)載能力的空白，并兼顧近地軌道和地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射能力，具有發(fā)射成本適中、發(fā)射周期更短、適應(yīng)多個(gè)航天發(fā)射場(chǎng)條件的特點(diǎn)。“具備較強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，在商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)前景客觀。”宋征宇向澎湃新聞(www.thepaper.cn)指出。

太陽同步軌道衛(wèi)星的軌道同赤道的傾角為90度，經(jīng)過南北兩極等地區(qū)，由于不受地球自轉(zhuǎn)的影響，所以它能永遠(yuǎn)處于太陽光的照射下，這就讓它的太陽電池能處于永久充電的狀態(tài)，不少遙感衛(wèi)星、資源衛(wèi)星都采用這種軌道。

該火箭和長(zhǎng)征七號(hào)、長(zhǎng)征五號(hào)等新一代火箭有很多的技術(shù)聯(lián)系。宋征宇介紹說，長(zhǎng)征八號(hào)依托我國(guó)新一代運(yùn)載火箭首飛成功的可靠技術(shù)，通過系列化、組合化、通用化的設(shè)計(jì)思路，開展一系列創(chuàng)新設(shè)計(jì)和研制，以滿足未來國(guó)際航天發(fā)射的需求。

隨著長(zhǎng)征六號(hào)、長(zhǎng)征七號(hào)、長(zhǎng)征十一號(hào)等火箭的陸續(xù)發(fā)射成功，中國(guó)火箭家族不斷壯大，而長(zhǎng)征八號(hào)的研制將進(jìn)一步完善我國(guó)運(yùn)載火箭型譜，不僅可以滿足未來中高軌商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)的需求，而且還能牽引帶動(dòng)現(xiàn)役運(yùn)載火箭的升級(jí)換代。據(jù)悉，長(zhǎng)征八號(hào)火箭垂直起降關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了前期攻關(guān)，未來有望具備簡(jiǎn)易塔架適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)總裝、測(cè)試及發(fā)射一體化，有力帶動(dòng)我國(guó)商業(yè)航天的發(fā)展。

據(jù)悉，長(zhǎng)征八號(hào)是一型兩級(jí)液體捆綁式運(yùn)載火箭。全箭總長(zhǎng)50.3米，芯一級(jí)直徑3.35米，二級(jí)直徑3米，單個(gè)助推器直徑2.25米，火箭起飛質(zhì)量約356噸，主要用于發(fā)射近地軌道或太陽同步軌道有效載荷，最大可以將5噸的有效載荷送入700公里太陽同步軌道。

和不少長(zhǎng)征火箭一樣，長(zhǎng)征八號(hào)火箭也捆綁了火箭助推器，以提高運(yùn)力。該火箭捆綁了2個(gè)2.25米直徑液體助推器，以液氧/煤油作為推進(jìn)劑，各采用一臺(tái)120噸級(jí)推力的YF-100發(fā)動(dòng)機(jī)?；鸺蛔蛹?jí)也采用YF-100發(fā)動(dòng)機(jī)，但數(shù)量增加到兩臺(tái);而二子級(jí)采用兩臺(tái)8噸級(jí)推力的YF-75發(fā)動(dòng)機(jī)，以液氫/液氧為推進(jìn)劑，具備二次啟動(dòng)能力。

在發(fā)射場(chǎng)方面，長(zhǎng)征八號(hào)火箭可從文昌航天發(fā)射中心和酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。

長(zhǎng)征八號(hào)火箭模型(右一)。澎湃新聞?dòng)浾?謝瑞強(qiáng) 攝

中國(guó)正大力研制可重復(fù)使用火箭

隨著美國(guó)SpaceX公司“獵鷹”9火箭可重復(fù)使用技術(shù)的不斷成熟，國(guó)人也開始關(guān)注中國(guó)何時(shí)擁有可重復(fù)使用的火箭。在本次航展上，長(zhǎng)征八號(hào)火箭項(xiàng)目負(fù)責(zé)人宋征宇也介紹了長(zhǎng)征可重復(fù)使用火箭研發(fā)的相關(guān)信息。宋征宇指出，研制團(tuán)隊(duì)正對(duì)火箭垂直起降關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了前期攻關(guān)，各項(xiàng)技術(shù)研制有序進(jìn)行。

其實(shí)，在今年4月24日舉行的中國(guó)航天大會(huì)上，中國(guó)工程院院士、中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司一院系列型號(hào)總師龍樂豪也介紹了中國(guó)新型可回收火箭的相關(guān)情況。

龍樂豪表示，這款可回收重復(fù)使用的運(yùn)載火箭在長(zhǎng)征八號(hào)火箭的基礎(chǔ)上研制而成，采用了子級(jí)整體垂直反推回收的方式。這種回收方式類似于美國(guó)“獵鷹”系列運(yùn)載火箭，能夠?qū)崿F(xiàn)火箭部件的再利用，有效降低成本。

長(zhǎng)征八號(hào)火箭采用回收技術(shù)之后，其發(fā)射報(bào)價(jià)將進(jìn)一步降低，有利于爭(zhēng)奪國(guó)際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)份額。預(yù)計(jì)最早于2020年，采用回收技術(shù)的長(zhǎng)征八號(hào)”火箭即可首飛。“在其服役后，可回收火箭技術(shù)將不再被美國(guó)一家壟斷。”龍樂豪說。

根據(jù)相關(guān)資料，可重復(fù)使用火箭按重復(fù)使用程度可分為部分重復(fù)使用和完全重復(fù)使用。當(dāng)前國(guó)外正在積極發(fā)展的部分重復(fù)使用技術(shù)方式主要包括：傘降式(氣囊)、反推火箭式和帶翼飛回式等方式。

在回收方式上，中國(guó)在傘降式(氣囊)、反推火箭式上都進(jìn)行了研究。中國(guó)航天科技集團(tuán)公司一院科技委主任魯宇2017年接受媒體采訪時(shí)表示，中國(guó)正在展開可重復(fù)使用運(yùn)載火箭技能研究，包含筆直起降計(jì)劃和傘降計(jì)劃。現(xiàn)在兩個(gè)計(jì)劃均已完結(jié)有些實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，一些關(guān)鍵技能現(xiàn)已獲得打破。

除了中國(guó)航天科技集團(tuán)公司一院，該集團(tuán)的八院(上海航天技術(shù)研究院)也在研制可重復(fù)使用的航天運(yùn)載器。“其實(shí)早在2003年，上海航天就將視線投向重復(fù)使用運(yùn)載器，并開展了專項(xiàng)課題預(yù)先研究。”上海航天技術(shù)研究院805所專家徐大富此前透露，“經(jīng)過前期多輪論證迭代優(yōu)化，我們已經(jīng)逐步明確了需要突破的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，而且確定了兩步走的發(fā)展戰(zhàn)略。”

可重復(fù)使用火箭技術(shù)可以大幅降低發(fā)射的成本。目前，SpaceX公司“獵鷹”9火箭標(biāo)準(zhǔn)報(bào)價(jià)是6200萬美元，如果多次購(gòu)買還有折扣，比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手價(jià)格低25%左右，可為客戶節(jié)省1000至2000萬美元。

據(jù)彭博社此前報(bào)道，SpaceX公司為美國(guó)空軍發(fā)射的第一顆GPS衛(wèi)星報(bào)價(jià)是8270萬美元，而聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟的發(fā)射價(jià)格為1.6億美元甚至更高。由于在發(fā)射報(bào)價(jià)上沒有任何優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟退出了競(jìng)標(biāo)。SpaceX公司曾透露，“獵鷹”9火箭的目標(biāo)是將發(fā)射價(jià)格降低到500~700萬美元，是現(xiàn)有普遍價(jià)格的1/8~1/10。 SpaceX公司創(chuàng)始人艾倫?馬斯克認(rèn)為，“這是一個(gè)令人激動(dòng)的目標(biāo)”。

“獵鷹”9火箭從2013年9月開始測(cè)試回收技術(shù)，但前七次都以失敗告終，第八次才成功發(fā)射。2015年12月，“獵鷹”9火箭將11枚商業(yè)衛(wèi)星送上低地球軌道。一級(jí)助推火箭在墜落時(shí)，利用自身的推進(jìn)器穩(wěn)定減速，完美落在發(fā)射基地的著陸區(qū)。2016年4月，“獵鷹”9火箭第22次發(fā)射，實(shí)現(xiàn)人類歷史上第一次火箭海上回收，而此前該火箭海上回收經(jīng)歷了失敗了四次。2017年3月，“獵鷹”9火箭再次創(chuàng)下歷史，使用回收修復(fù)后的“二手”火箭將載荷送入太空，并又一次成功回收。同時(shí)還首次嘗試回收了火箭的整流罩。

為了進(jìn)一步降低發(fā)射成本，SpaceX公司還在火箭整流罩回收上“打起了主意”。據(jù)了解，“獵鷹”9火箭每個(gè)整流罩的成本在500萬美元至600萬美元之間。

“廉價(jià)商業(yè)航天時(shí)代已經(jīng)到來。中國(guó)在可重復(fù)使用火箭技術(shù)上發(fā)力就是為了迎接這一挑戰(zhàn)。”航天專家向澎湃新聞指出。