中国的运载火箭制造商似乎正在设计一种完全可重复使用的长征九号超重型火箭,为未来的大型项目进行筹划。
为2035年准备的新型可重复使用的甲烷液氧运载火箭计划的出现表明,中国正在寻求对太空运输计划进行重大调整。
我国政府去年表示,将批准继续研发“长征九号”的超级重型运载火箭。这个计划已久。一次性发射装置计划在2030年投入使用,届时将为大型项目提供便利,包括国际月球研究站。
2020年11月23日,目前中国最大的火箭长征五号将发射嫦娥五号月球样本返回任务。
这枚巨型火箭将由3级和4个侧面助推器组成,第一级和助推器使用煤油和液氧推进剂混合。
然而,长征系列火箭的资深总设计师在最近的一次公开演讲中提出了一种完全可重复使用的两级发射装置的新概念。
该发射装置的第一级直径为10.6米,将由26台200吨推力的methalox集群发动机提供动力。它将能够携带150吨有效载荷到近地轨道,65吨到地球同步转移轨道,或50吨到跨月球注入。
据一位经常介绍我国太空活动最新情况的高级官员透露,新的发射将在2035年准备就绪,并可能在消耗型发射的同时发展。
最大的改进型,显然包括第三级,长度为110米,起飞质量为4122吨。
这些概念将大大不同于长征九号的消耗型和去年提出的第一阶段可重用的版本,完全可重用现在是一个目标。然而,概念的频繁变化也表明,中国的计划在某种程度上是不稳定的。
这次报告是在7月做的,就在一次性太空发射系统和SpaceX公司完全可重复使用的星际飞船的首次轨道测试飞行前不久。
甲烷液氧在性能上具有优势,并减少了烟尘形成和结焦的问题,以实现重复使用。该计划遵循了SpaceX、Blue Origin和联合发射联盟(United Launch Alliance)改用这种燃料的趋势。
它还采用了一个更小的两级甲烷液氧发射器的概念,显然借鉴了SpaceX公司的星际飞船,该飞船由中国运载火箭技术研究院院长王晓军介绍。
对美沙洛酮的明显转变似乎很突然。然而,国有企业中国航天科技集团公司(CASC)下属的中国推进研究所一直在研究甲烷发动机,因此改变计划是可行的。
长征提出了一个直径更小的5米可重复使用的火箭,可能旨在取代一些老化的自燃火箭,以及更近期的煤油燃料的长征火箭,它已经在过去十年中投入使用。
中国商业发射公司近年来一直在发展甲烷液氧发射器, 在不久的将来,将在酒泉航天港尝试用朱雀二号进行首次发射。竞争对手iSpace也准备在酒泉用可重复使用的双曲线-2火箭的甲氧基第一级试验件进行跳跃试验。
长征九号的演变
虽然已经公布了各种数据,但最初的消耗型长征九号预计长约103米,核心直径10米,发射时质量为4140吨,能够将140吨送入近地轨道或50吨送入跨月。
500吨推力的双喷嘴煤油液氧(YF-130)发动机将为第一级和助推器提供动力,220吨推力的液氢-液氧阶段燃烧循环(YF-90)发动机将为第二级提供动力,这两方面都已经取得了显著的进展。真空优化的液氧发动机将为第三级提供动力。
2021年推出的第一阶段可重复使用版本将使用16个集群式360吨推力的kerolox发动机,没有侧面助推器。第2级和第3级将使用120吨推力的液力发动机。
长征九号最大的改进型将具有完全可重复使用的概念,直径10.6米,长度110米,起飞质量为4122吨,与早期计划的能力相匹配。
一个更经济,可重复使用的版本的长征九号可能准备支持拟议的天基太阳能计划在地球静止轨道。
中国还在开发一种三级重型火箭,旨在将中国宇航员送上月球。低地球轨道的两级版本可能在2026年首次飞行。