火箭是人類探索太空的重要工具,其推力大小不僅關(guān)乎能否順利將載荷送入軌道,更是一個國家航天實(shí)力最直觀的體現(xiàn)。
全球航天領(lǐng)域主要由美國、俄羅斯和中國三大力量主導(dǎo),而這三國在運(yùn)載火箭推力方面的表現(xiàn),卻呈現(xiàn)出明顯的斷崖式差距。
美國火箭推力高達(dá)7590噸,俄羅斯則是4620噸的水平,相比之下,中國的情況又是怎樣的呢?
美7590噸
美國在航天發(fā)射領(lǐng)域始終走在世界最前列,這不僅僅是因?yàn)橘Y金投入,更在于其獨(dú)特的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。
早在阿波羅計劃時期,美國就研制出土星五號超重型火箭,其總推力約3940噸,成功將人類送上月球,創(chuàng)造了歷史。而如今,這一紀(jì)錄已被完全刷新。
由埃隆·馬斯克創(chuàng)建的SpaceX公司設(shè)計制造的星艦運(yùn)載系統(tǒng),成為當(dāng)前全球推力最大的火箭。
其第一級超重型助推器配備33臺猛禽發(fā)動機(jī),使用液氧甲烷推進(jìn)劑,總推力高達(dá)7590噸,是土星五號的近兩倍。
其中星艦第二級也可獨(dú)立工作,推力約1500噸,承擔(dān)入軌、再入等任務(wù)。整套系統(tǒng)高約120米,箭體采用不銹鋼材料,這種選擇看似低調(diào),卻兼具強(qiáng)度與可復(fù)用性的平衡。
SpaceX的發(fā)展路徑體現(xiàn)了美國航天工業(yè)的轉(zhuǎn)型,從完全依賴國家機(jī)構(gòu)到公私合營,再到商業(yè)公司主導(dǎo)創(chuàng)新。
該公司通過快速迭代、容忍失敗的開發(fā)模式,在短短數(shù)年間實(shí)現(xiàn)了技術(shù)跨越。
除了推力驚人,星艦還多次嘗試助推器空中回收,使用發(fā)射塔機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)所謂的筷子夾火箭,雖目前尚未完全成功,但已展現(xiàn)出可重復(fù)使用火箭的技術(shù)可行性。
根據(jù)NASA的計劃,星艦將在2027年左右用于載人登月任務(wù),甚至成為未來火星任務(wù)的備選運(yùn)輸系統(tǒng)。美國航天實(shí)力的另一個支撐點(diǎn)是其完善的航天產(chǎn)業(yè)鏈。
從發(fā)動機(jī)零部件到導(dǎo)航系統(tǒng),從特種材料到測試設(shè)施,美國擁有全球最完整的航天工業(yè)體系。這使得SpaceX等公司能夠快速獲取所需技術(shù)和部件,加速研發(fā)進(jìn)程。
美國航天之所以能持續(xù)領(lǐng)先,不僅因?yàn)閲覍用娴拈L期投入,更得益于像SpaceX這樣的私營企業(yè)。這種國家隊(duì)加上商業(yè)航天雙軌模式,極大推動了整體技術(shù)進(jìn)步。
那么,面對美國如此強(qiáng)勢的技術(shù)推進(jìn),傳統(tǒng)航天強(qiáng)國俄羅斯又是如何應(yīng)對的?
俄4620噸
俄羅斯的航天實(shí)力,很大程度上源于蘇聯(lián)時期的技術(shù)積累。即便后來經(jīng)歷了解體和經(jīng)濟(jì)困難,俄羅斯在大推力液體火箭發(fā)動機(jī)和重型運(yùn)載系統(tǒng)方面仍位居世界第一梯隊(duì)。
俄羅斯航天的故事,可以說是一部如何吃老本但又能保持競爭力的教科書。蘇聯(lián)曾研制N1超重型火箭,雖四次發(fā)射均未成功,但其理論推力達(dá)到約4620噸,是當(dāng)年對標(biāo)美國土星五號的產(chǎn)物。
N1火箭的研制歷程反映了蘇聯(lián)航天工業(yè)的特點(diǎn),雄心勃勃但略顯粗糙,重視整體性能而有時忽視細(xì)節(jié)可靠性。
之后,俄羅斯長期依賴質(zhì)子號執(zhí)行重型發(fā)射任務(wù),但因其使用有毒燃料和結(jié)構(gòu)可靠性問題,正逐漸被新款安加拉系列所替代。
質(zhì)子號火箭可以說是俄羅斯航天事業(yè)的功勛老將,自1965年首次發(fā)射以來,已經(jīng)執(zhí)行了400多次任務(wù),雖然近年來事故率有所上升,但仍為俄羅斯和國際客戶提供了可靠的發(fā)射服務(wù)。
安加拉系列則是為俄羅斯自主研發(fā)的新一代運(yùn)載火箭系列,涵蓋輕型、中型和重型。其中安加拉-A5作為重型型號,發(fā)射重量773噸,近地軌道運(yùn)載能力為24噸。
它采用清潔燃料和模塊化設(shè)計,可從俄羅斯本土發(fā)射多數(shù)航天器,俄羅斯還保持著一些獨(dú)特的航天技術(shù)優(yōu)勢,如超低溫液體燃料長期儲存技術(shù)、航天器快速發(fā)射能力等。
這些技術(shù)雖然在公眾知名度上不如火箭推力那么引人注目,但在實(shí)際航天應(yīng)用中卻具有重要價值。
不過,受限于經(jīng)濟(jì)條件和人才流失,俄羅斯近年航天進(jìn)展有所放緩,更多是在維持現(xiàn)有體系而非實(shí)現(xiàn)跨越突破。那么,一向被外界低估的中國航天,是否正在這場"推力競賽"中悄然改變局面?
中國令人意外
中國進(jìn)入航天領(lǐng)域的時間相對較晚,但發(fā)展路徑清晰、步伐穩(wěn)健。在陸續(xù)推出"長征五號"、"長征七號"等新型火箭后,中國已具備覆蓋低、中、高軌的全面發(fā)射能力。
而最引人矚目的,當(dāng)屬正在研制、專為載人登月服務(wù)的長征十號運(yùn)載火箭。中國航天的崛起之路,堪稱是一部精心規(guī)劃、穩(wěn)步實(shí)施的戰(zhàn)略樣本。
長征十號是中國第一款真正意義上的重型載人運(yùn)載火箭。箭體總長約92.5米,起飛重量約2187噸,起飛推力約2678噸,地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力不低于27噸。
這一數(shù)據(jù)雖仍低于美俄現(xiàn)役最強(qiáng)型號,但已接近俄羅斯安加拉-A5的水平,甚至部分指標(biāo)更為領(lǐng)先。
長征十號采用三級半構(gòu)型,使用液氧煤油和液氫液氧推進(jìn)劑組合,這種選擇既保證了高性能,又考慮了技術(shù)成熟度和可靠性。
中國航天發(fā)展有一個特點(diǎn),每個階段的目標(biāo)都很明確,從不好高騖遠(yuǎn)。從最初的人造衛(wèi)星發(fā)射,到載人航天,再到空間站建設(shè),每一步都是下一步的基礎(chǔ)。這種漸進(jìn)式發(fā)展模式雖然看起來保守,但有效避免了重大失敗,積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
尤其值得注意的是,長征十號不僅瞄準(zhǔn)載人登月,還計劃實(shí)現(xiàn)第一子級可重復(fù)使用。
2024年至2025年,該火箭相繼完成動力系統(tǒng)試車、整流罩分離試驗(yàn)和系留點(diǎn)火試驗(yàn),各項(xiàng)研制節(jié)點(diǎn)穩(wěn)步推進(jìn),預(yù)計于2030年前實(shí)現(xiàn)首飛。
中國航天科技集團(tuán)還開展了垂直起降試驗(yàn),為可重復(fù)使用火箭技術(shù)進(jìn)行技術(shù)儲備。中國航天的另一個優(yōu)勢是系統(tǒng)整合能力。
從火箭制造到發(fā)射場操作,從測控網(wǎng)絡(luò)到應(yīng)用系統(tǒng),中國已經(jīng)建立了完全自主的航天體系。在人才培育方面,中國也形成了完整體系。
從高等教育到職業(yè)技能培訓(xùn),從科研院所到企業(yè)研發(fā)中心,中國正在培養(yǎng)大批航天專業(yè)人才。這些年輕一代的工程師和科學(xué)家將成為中國航天未來發(fā)展的核心力量。
中國沒有盲目追求推力數(shù)字的快速突破,而是更注重系統(tǒng)的可靠性、任務(wù)成功率和長遠(yuǎn)應(yīng)用價值。這種小步快跑、步步為營的策略,使其在有限投入下取得顯著進(jìn)展。
從長征系列火箭的多次成功發(fā)射,到空間站建設(shè)完成,再到如今的載人登月火箭穩(wěn)步推進(jìn),中國航天正用扎實(shí)的成績證明其全球競爭力。
火箭推力差距,表面是技術(shù)的斷崖,實(shí)則是國家航天戰(zhàn)略、工業(yè)基礎(chǔ)與創(chuàng)新機(jī)制差異的體現(xiàn)。美國憑借商業(yè)航天加國家戰(zhàn)略的雙輪驅(qū)動實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先;俄羅斯依靠深厚積累堅(jiān)守第二陣營;中國則以持續(xù)投入、穩(wěn)扎穩(wěn)打的方式逐步靠近第一梯隊(duì)。
路徑不同,卻共同推動人類航天不斷向前。中國航天不在于一舉超越,而在于每一步都走得沉穩(wěn)且可見。
沒有大肆宣揚(yáng),但一直有實(shí)打?qū)嵉倪M(jìn)展。未來,隨著深空探測、月球科研站、可重復(fù)使用火箭等更多項(xiàng)目落地,中美俄還將在太空展開更激烈的競賽與更務(wù)實(shí)的合作。而唯一不變的,是人類對探索太空的共同渴望,正是這份渴望,讓每一次點(diǎn)火起飛,都意義非凡。
主要信源
美國高調(diào)宣傳SLS巨型火箭 推力達(dá)4000噸 將載人重返月球——觀察者網(wǎng)
星艦即將第5次試飛,馬斯克8年前的狂想能否成為現(xiàn)實(shí)?——新京報
俄“安加拉-1.2”運(yùn)載火箭搭載多顆軍用衛(wèi)星發(fā)射升空——紅星新聞2025-08-21
長征十號——百科
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