中國長征九號重達4100噸：能載人登月登火，可射萬噸太空電站

2016年10月份，由工業和信息化部主管、北京理工大學和中國宇航學會深空探測技術專業委員會聯合主辦的學術期刊《深空探測學報》刊登了由秦旭東、龍樂豪、容易聯合撰寫的重磅文章《我國航天運輸系統成就與展望》。這三位中國目前航天系統的頂級專家，在文章中透露了中國規劃中的長征九號重型運載火箭的詳細情況。

容易，航天科技集團一院長征二號F火箭總體主任設計師

三位作者中，秦旭東（41歲）是中國長征二號丙運載火箭現任總體主任設計師。龍樂豪（79歲）是中國工程院院士，中國運載火箭技術研究院運載火箭系列總設計師、國家月球探測工程副總設計師。而容易（39歲）則是航天科技集團一院長征二號F火箭總體主任設計師，還是我國航天部門少有的「女將」。這三人應該是中國火箭研發部門核心研究專家的代表性人物，他們對於中國未來航天運輸系統的展望，具有極強的參考價值。

在文章中，作者詳細展示了中國未來長征九號重型運載火箭的技術參數：火箭為三級半構型,芯級最大直徑10米級, LEO近地軌道運載能力140噸，月球轉移軌道LTO運載能力50噸，地球同步轉移軌道GTO運載能力66噸，地火轉移軌道MTO運載能力37噸。從文章公布的新一代運載火箭型譜上來看，長征九號重型運載火箭共分三級，火箭第一級包括芯一級（4台500噸級液氧煤油發動機）和4個助推火箭（每個火箭包含有2台500噸級液氧煤油發動機）。這樣長征九號火箭起飛總共需要12台500噸級液氧煤油發動機，總推力可達6000噸。

中國未來長征九號重型運載火箭最新技術參數

在2015年左右，龍樂豪院士曾經在一次演講中，利用PPT展示了他所設想的長征九號重型運載火箭，包括長征九號基本型、長征九號A和長征九號B三種重型火箭。其中長征九號基本型的構型，與上文中長征九號有所區別。因為前者芯一級的火箭排列為十字型，而後者則變成了口字型。在運載能力上，二者沒有差別，而且龍樂豪院士還估計長征九號的總起飛重量可達4137噸，這個數字基本上是非常可信的，已經超過美國登月的土星五號和戰神五號重型火箭的起飛重量。

12月27日，國務院新聞辦舉行新聞發布會，對外發布了《2016年中國的航天》白皮書，在新聞發布會上中國國家航天局副局長吳艷華透露，我國正在啟動的下一代重型運載火箭的研製攻關，擬命名為「長征九號」。目前正在開展方案深化論證和關鍵技術攻關，力爭作為新的重大工程啟動實施，計劃2030年首飛。

樂豪院士利用PPT展示了他所設想的長征九號重型運載火箭，與上邊的最新構型有差別

從時間點來看，《我國航天運輸系統成就與展望》中設想的長征九號火箭，距離中國官方公布長征九號只有兩個月時間，因此這種設想很可能是中國火箭研發部門經過深思熟慮和多次修改後的產物，力求充分滿足未來載人登月甚至載人登火的需要。早在2009年中國運載火箭技術研究院黨委書記梁小虹就曾經透露，重型和巨型運載火箭的研製列入到該院發展規劃之中。在2013年的第64屆國際宇航大會上，中國公布未來重型火箭LEO近地軌道運載能力為100噸，月球轉移軌道LTO運載能力35噸。而外界也猜測長征九號芯級直徑在8-9米，火箭最大起飛重量在3000噸左右。

但是這次最新公布的長征九號性能數據，比原來的指標全面提升，近地軌道和月球轉移軌道運載能力和當初美國的土星五號火箭基本一致。如果按照這個指標研製長征九號，如果只要2030年實現首飛，那麼可以肯定技術上完全滿足在2030-2040年實現載人登月，當然是否登月要看國家戰略。另外龍樂豪院士還計算，使用這種重型運載火箭，「採用7次重型運載火箭發射+1次載人火箭發射」就能具備開展載人登火的能力。和美國NASA計劃2030載人登火的時間表，差距並不大。而且考慮到美國航天發射的投入和計劃，2030年的時間表肯定要延後。除了載人登月和登火，這種重型運載火箭還適用於金星、木星、小行星探索，並滿足發射未來超大尺寸和超重的空間望遠鏡和偵察衛星的需要。從探索宇宙的角度來看，長征九號幾乎可以滿足中國航天在整個21世紀的發射需求，也標誌著中國人將大規模進入太空。

除了探索宇宙這樣仰望星空的事，長征九號重型火箭還能夠切實的惠及民眾，就是搭建空間太陽能電站，向地面無線輸入電能。從理論上說，在陽光充足的地球靜止軌道上，每平方米太陽能能產生1336瓦熱量，如果在地球靜止軌道上部署一條寬度為1000米的太陽能電池陣環帶，假定其轉換效率為100%，那麼，它在一年中接收到的太陽輻射通量差不多等於目前地球上已知可開採石油儲量所包含的能量總和。中國航天科技集團五院五院「錢學森空間技術實驗室」團隊已開展太陽能電站具體研究工作。

空間太陽能電站

根據中方的計算，建設一個總重量在10000噸，總功率為250萬兆瓦的空間太陽能電站（其功率相當於120個三峽電站），需要使用長征九號重型火箭發射386次，周期大約為3.2年。雖然這個發射頻率遠超過人類火箭發射的記錄，但是這意味著中國乃至世界向獲取無盡清潔能源走出的重要一步。而且如果中國能夠修建大型空間電站，也意味著中國能在外太空甚至月球大規模修建軍事基地。

另外，《我國航天運輸系統成就與展望》一文還對中國未來新概念航天運輸進行了描述。例如，為了航天的快速發射，中國設計的準備時間只有12小時，利用運-20為載機的空射運載火箭組合方案。對於航天大國熱衷的可重複使用運載器，作者認為在充分借鑒美國過於追求單級入軌而幾經挫折的經驗教訓，中國應該採取「三步走」的發展思路: 即第一步:火箭動力的助推器、或第一級可重複使 用實現工程應用;第二步:火箭動力兩級入軌完全可重複使用運載 器實現工程應用;第三步:組合動力兩級入軌完全可重複使用運載 器具備工程應用能力。 而且文章認為這種可重複使用運載器，主要目標是發射小衛星，和長征九號等重型運載工具任務並不相同。