中國加緊研製長征九號火箭，登月夢想不再遙遠

最後一個離開月球的美國人塞爾南離開了我們，但中國的登月夢正在啟動

美國當地時間1月16日，人類登月史上最後一位離開月球的人尤金·塞爾南在家中去世，享年82歲。如果說我們對阿姆斯特朗和奧爾德林更為熟悉，而對塞爾南感到陌生的話，那麼說起微信啟動畫面中的地球照片，大家一定會倍感親切，這張照片就是阿波羅17號任務重的塞爾南等三人拍攝的。上一代登上月球的人陸續與世長辭，但人類已經啟動了新一輪登月計劃，美國新總統特朗普熱衷載人登月，歐空局和俄羅斯積極推動載人登月，中國載人登月計劃也進入深化論證階段，其中承擔載人登月重任的就是處於深化論證階段、即將立項的長征九號重型運載火箭。

中國探月三部曲積累了月球探測的技術，尤其嫦娥五號更是無人版的阿波羅，成為載人登月的探路者

2007年中國發射了嫦娥一號月球探測器，到現在無人探月工程已經發射了嫦娥一號、嫦娥二號、嫦娥三號和嫦娥五號試驗器等四顆探測器，實現了從軌道全球普查到著陸區域詳查的跨越，取得了大量的第一手數據，月球探測、數據處理和科學研究取得了豐碩的成果。早在中國啟動探月工程的時候，科學家們就曾提到「繞落回」小三步和「探登駐」大三步的長遠規劃，今年年底嫦娥五號即將從文昌發射場發射升空，奔向月球實現採樣返回任務，「繞落回」三步走的探測計劃即將完成。嫦娥五號採用類似阿波羅登月的月球軌道交會對接方案，它不僅將在31年後再次取回月壤月岩，而且是中國未來載人登月技術的探路者。嫦娥五號之後，中國不僅會繼續發射嫦娥四號、嫦娥六號等月球探測器，載人登月也將提上日程。

2016年底長征五號首次發射成功，但要執行載人登月任務，長征五號運載能力還遠遠不夠

嫦娥五號取樣返回探測器由長征五號大型火箭發射，長征五號的奔月軌道運載能力可達8.2噸，但這個運力要實現載人登月就遠遠不夠了，以美國的阿波羅登月為例，土星五號重型火箭奔月軌道運載能力可達45噸，而載人登月競賽中蘇聯針鋒相對的N-1重型火箭也有約24噸。2016年底長征五號火箭的發射成功是中國航天邁出的一大步，但毫無疑問，要實現中華民族飛天登月的夢想，長征五號火箭是無能為力的，必須研製運載能力更多的重型火箭，也就是處於深化論證階段的長征九號火箭。

2011年航天科技集團的企業責任報告就出現了長征九號的身影

中國研製重型運載火箭的風聲已經吹了好幾年，早在2011年航天科技集團的報告中就出現重型火箭的的影子，但是長征五號火箭尚未首飛成功的時候，直接上馬長征九號這樣的重型火箭不僅具有太大的技術跨度，也沒有足夠的人手和資源。即使這樣，長征九號及其發動機和箭體的預研也在有條不紊的進行，2016年500噸級液氧煤油發動機進行了首次發動機聯試試驗，對比長征五號使用的YF-100液氧煤油發動機，5年左右我們有望看到500噸級大推力液氧煤油發動機裝上試車台開始點火試驗。

2016年8月航天科技集團六院進行了500噸發動機的首次渦輪泵聯試，為後續研製鋪平了道路

根據航天六院的公開報道，除了作為起飛級的500噸液氧煤油發動機，六院還在研製220噸級液氧液氫發動機和25噸級的高性能上面級液氧液氫發動機，尤其是25噸的液氧液氫發動機真空比沖可達460秒，接近了美國著名的RL10B-2發動機的水平。新一代火箭發動機的順利研製，為未來重型火箭的研製鋪平了道路。

早期的長征九號LEO運載能力100噸，LTO35噸，一次任務需要兩髮長征九號

長征九號火箭的方案論證也經歷了一個反覆取捨權衡的過程中趨於穩定。早期長征九號計劃捆綁3.35米直徑的液體助推器，助推器安裝單發500噸液氧煤油發動機，加上8~9米直徑芯級的4台500噸級液氧煤油發動機，起飛推力可達4000噸級，近地軌道運載能力約為100噸，地月轉移軌道運載能力約為35噸。

2013年的登月方案需要兩枚長征九號重型火箭，顯然需要進一步深化研究提高費效比

根據2013年國際宇航大會上的資料，中國打算使用長征五號M火箭發射新一代多用途載人飛船，而兩枚長征九號火箭分別發射登月艙和飛船的地月轉移推進段，三枚火箭實現一次載人登月任務。即使以筆者一個航天愛好者的眼光看，早期的載人登月方案和長征九號設計也未免過於奢侈，畢竟阿波羅時代一枚土星五號就實現了登月，而星座計劃中強調人貨分離的高安全性，也只是一枚戰神一號加一枚戰神五號火箭。

龍樂豪院士的最新方案，長征九號將是一種三級半構型，LTO達到了50噸，和SLS齊驅並架

隨著論證的深化，中國載人登月和登月重型火箭方案也日趨合理，根據龍樂豪院士發表在《深空探索學報》2016年第4期上的論文，目前的長征九號構型已經變為10米直徑芯級，5米直徑助推器的設計，第二級使用兩台220噸級液氧液氫發動機，第三級使用兩台25噸級液氧液氫發動機。換句話說，長征九號主箭體直徑和土星五號相當，而它捆綁的4個助推器每個直徑都和長征五號相當，通俗的說就是土星五號火箭捆了4枚長征五號火箭。重新設計的長征九號重型火箭起飛推力達到了約6000噸，而起飛質量超過4100噸，超過了美國的SLS重型火箭，而運力方面長征九號同樣有過之而無不及。

龍樂豪院士去年提出的長征九號通用化系列化組合化構型，兼顧登月和其他任務

目前的長征九號火箭方案近地軌道運載能力已經提升到140噸，同步轉移軌道運載能力66噸，地月轉移軌道運力50噸，火星轉移軌道運力37噸。長征九號論證中還採用「通用化、系列化和組合化」的研製策略，通過增減液體助推器衍生出其他構型，重型火箭家族覆蓋了近地軌道運載能力50噸到140噸的範圍。

歐空局的月球村只是空中樓閣，中國發展長征九號重型火箭，將步步為營建立真正的月宮

長征九號重型火箭有望在2030年左右完成研製進行首次發射，它主要服務於載人登月任務，將和長征五號M火箭配合實現類似星座計劃的載人登月和載人駐月任務。中華民族的千年登月夢想，將不再是嫦娥那樣虛無縹緲的神話，而會在約20年後變為現實，讓我們期待長征九號重型火箭助推中國航天員飛向月球，踏上月面和建立月宮的偉大時刻吧。