李东 马佳 2006年08月22日 14:11
航天技术水平是一个国家综合国力的重要标志,航天运载技术则是其中最基本的组成部分。人类要利用空间、开发空间,首先必须能够进入空间——这是开展一切航天活动的基本条件。运载火箭作为迄今为止人类进入空间的最主要的手段,一直是世界各国关注的焦点。中国载人航天工程总设计师王永志院士曾总结到:“运载火箭的能力,决定了一个国家航天活动的规模和量级。”因此,世界各航天大国都把发展先进的运载技术作为保持其领先地位的战略部署之一,一些发展中国家也将发展航天运载技术作为提高其综合国力的重要手段。
未来20年是我国科学、技术、经济发展和军事变革的重要战略机遇期。为抢占太空制高点,和平有效地利用空间,维护国家利益,我国将大力发展空间事业,而作为进入空间的基本能力,我国的运载火箭将在此过程中起到至关重要的作用。
长征家族新成员
为了保持和促进航天事业的发展,从上世纪80年代起,我国已开始新一代运载火箭的论证工作,并先期开展了相关的关键技术攻关工作。在现有技术基础上研制我国新一代运载火箭,能够从根本上解决制约现有长征火箭发展的各种因素,实现我国运载火箭技术跨越式发展,迎头赶上国际先进水平,从而推动我国空间技术进步。
面对这一崭新课题,2000年11月,我国政府在对外正式发布的《中国的航天》白皮书中,全面阐述了我国面向21世纪的航天发展战略和规划,指出 “……开发新一代无毒、无污染、高性能和低成本的运载火箭,建成新一代运载火箭型谱化系列,增强参与国际商业服务的能力。”这 成为今后十年或稍后的一个时期运载火箭发展的目标。
按照白皮书的要求,新一代运载火箭制定了如下发展目标:
·采用无毒、无污染推进剂;
·低成本、高可靠、测试操作方便;
·实现型号的三化(通用化、系列化、组合化)设计,建成型谱化系列,低轨最大运载能力达到25吨、GTO最大运载能力达到14吨,并适应发射不同有效载荷的要求;
·技术上与未来重复使用运载器良好衔接,保持运载技术的可持续发展。
发展思路“1、2、3”
新一代运载火箭将采用无毒无污染的全新动力系统和模块化、系列化设计思路,通过芯级、助推器、上面级和整流罩等标准模块的组合,构成一个完整的运载火箭系列。其基本特点可以概括为“一个系列、两种发动机、三个模块”。
所谓“三个模块”是指研制直径5米、3.35米、2.25米的标准箭体模块,作为形成不同构型的系列化运载火箭的标准元素。
“两种发动机”是指新研制50吨氢氧发动机和120吨液氧煤油发动机。这两种发动机,采用无毒无污染推进剂,推力大,性能高,技术先进,是新一代运载火箭的主要动力装置。
而“一个系列”是指在三个模块和现有技术基础上,通过不同模块的组合,形成不同的火箭构型。比如以5米直径模块为芯级,捆绑2个3.35米标准模块和2个2.25米标准模块,可以形成低轨道运载能力20吨的运载火箭。而将助推器换成4个3.35米标准模块,则运载能力可以进一步提高到25吨。按照这样的组合化思路,通过模块间的不同搭配可以形成不同运载能力的火箭,从而高效地形成系列化的火箭系列,提高研制效率,降低成本。
在不同的构型中,将选定其中一种构型作为基本型,首先开展研制。所谓基本型是一个带助推器的两级火箭,芯级采用标准的5米模块,捆绑2个3.35米标准模块和2个2.25米标准模块作为助推器,配以一个低温上面级,构成地球同步转移轨道运载能力10吨级运载火箭。既可采用双星发射方式发射两个重5吨左右的地球同步轨道卫星,同时也可采用多星发射方式发射中低轨道卫星(卫星群)。在基本型的基础上,还可以根据市场的需求,通过标准模块的不同组合,进一步形成不同的运载火箭。而3.35米和2.25米标准模块本身,也可衍生出采用无毒无污染的中型运载火箭和小型运载火箭, 以适应不同卫星的发射。