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

在11月6日舉行的第十二屆中國國際航空航天博覽會上，中國航天科技集團將攜近兩年來的最新科技成果共計186項產(chǎn)品參展，其中，新一代運載火箭家族以1:10模型首次集體亮相。

長征火箭家族整體亮相。澎湃新聞記者 謝瑞強 攝

長征八號研制順利正進(jìn)行初樣研制

此次亮相的新一代運載火箭家族包括：長征五號、長征五號B、長征六號、長征六號A、長征七號、長征七號A、長征八號、長征九號和長征十一號。

中國航天科技集團一院宇航部副部長馬志濱介紹，“此次航展，一院第一次對外展示了新一代運載火箭家族，多款新型火箭第一次在公眾面前亮相。”自2015年起，新一代運載火箭長征六號、長征十一號、長征七號、長征五號先后成功首飛，提升了我國自主、快速進(jìn)入空間的能力。未來通過長征七號甲、長征八號、長征九號等新一代運載火箭的研制完成，中國的運載火箭將實現(xiàn)整體更新?lián)Q代,

“火箭整體更新?lián)Q代對未來中國航天強國建設(shè)起到支撐作用，”馬志濱說，“長征系列運載火箭與歐美國家主流火箭相比，在技術(shù)可靠性、發(fā)射成功率、單次發(fā)射服務(wù)費用和單位重量載荷發(fā)射成本等方面均具有較強的競爭力。”

雖然航天科技集團此前曾公開正在研制長征八號的消息，但未公布火箭的外形，此次首次亮相讓外界有機會一睹其真容。

長征八號火箭項目負(fù)責(zé)人宋征宇表示，長征八號是為滿足商業(yè)航天發(fā)展需要研發(fā)的新型中型運載火箭，目前該型火箭已進(jìn)入初樣研制階段，預(yù)計在2020年實施首飛。

據(jù)了解，長征八號火箭主要用于填補我國太陽同步軌道3噸至4.5噸運載能力的空白，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)多個航天發(fā)射場條件的特點。“具備較強的國際競爭力，在商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射市場前景客觀。”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。

該火箭和長征七號、長征五號等新一代火箭有很多的技術(shù)聯(lián)系。宋征宇介紹說，長征八號依托我國新一代運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)計思路，開展一系列創(chuàng)新設(shè)計和研制，以滿足未來國際航天發(fā)射的需求。

隨著長征六號、長征七號、長征十一號等火箭的陸續(xù)發(fā)射成功，中國火箭家族不斷壯大，而長征八號的研制將進(jìn)一步完善我國運載火箭型譜，不僅可以滿足未來中高軌商業(yè)發(fā)射市場的需求，而且還能牽引帶動現(xiàn)役運載火箭的升級換代。據(jù)悉，長征八號火箭垂直起降關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了前期攻關(guān)，未來有望具備簡易塔架適應(yīng)能力，實現(xiàn)總裝、測試及發(fā)射一體化，有力帶動我國商業(yè)航天的發(fā)展。

據(jù)悉，長征八號是一型兩級液體捆綁式運載火箭。全箭總長50.3米，芯一級直徑3.35米，二級直徑3米，單個助推器直徑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。

和不少長征火箭一樣，長征八號火箭也捆綁了火箭助推器，以提高運力。該火箭捆綁了2個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120噸級推力的YF-100發(fā)動機。火箭一子級也采用YF-100發(fā)動機，但數(shù)量增加到兩臺;而二子級采用兩臺8噸級推力的YF-75發(fā)動機，以液氫/液氧為推進(jìn)劑，具備二次啟動能力。

在發(fā)射場方面，長征八號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。

長征八號火箭模型(右一)。澎湃新聞記者 謝瑞強 攝

中國正大力研制可重復(fù)使用火箭

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

其實，在今年4月24日舉行的中國航天大會上，中國工程院院士、中國航天科技集團有限公司一院系列型號總師龍樂豪也介紹了中國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)使用的運載火箭在長征八號火箭的基礎(chǔ)上研制而成，采用了子級整體垂直反推回收的方式。這種回收方式類似于美國“獵鷹”系列運載火箭，能夠?qū)崿F(xiàn)火箭部件的再利用，有效降低成本。

長征八號火箭采用回收技術(shù)之后，其發(fā)射報價將進(jìn)一步降低，有利于爭奪國際商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射市場份額。預(yù)計最早于2020年，采用回收技術(shù)的長征八號”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，中國在傘降式(氣囊)、反推火箭式上都進(jìn)行了研究。中國航天科技集團公司一院科技委主任魯宇2017年接受媒體采訪時表示，中國正在展開可重復(fù)使用運載火箭技能研究，包含筆直起降計劃和傘降計劃?，F(xiàn)在兩個計劃均已完結(jié)有些實驗驗證，一些關(guān)鍵技能現(xiàn)已獲得打破。

除了中國航天科技集團公司一院，該集團的八院(上海航天技術(shù)研究院)也在研制可重復(fù)使用的航天運載器。“其實早在2003年，上海航天就將視線投向重復(fù)使用運載器，并開展了專項課題預(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，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)報價是6200萬美元，如果多次購買還有折扣，比競爭對手價格低25%左右，可為客戶節(jié)省1000至2000萬美元。

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

“獵鷹”9火箭從2013年9月開始測試回收技術(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。一級助推火箭在墜落時，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火箭每個整流罩的成本在500萬美元至600萬美元之間。

“廉價商業(yè)航天時代已經(jīng)到來。中國在可重復(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。