随着世界航天探测的逐渐深入，世界主要航天大国对于重载运输的需求正日渐迫切，各自提出了自己的重型火箭方案，比如美国的SLS与“星舰”、俄罗斯的“叶尼塞”、中国的“长征九号”。
SLS芯一级与助推器
在进度上讲，美国的SLS与“星舰”暂时领先，实物已处于建造当中，顺利的话2022年初都将实现首飞。俄罗斯的“叶尼塞”还处于概念当中，资金不足、人才断层等原因导致行动缓慢，目前项目处于冻结状态。我国的“长征九号”虽然没有SLS那样的进度，目前已处于关键技术攻关与深化论证阶段，500吨级大推力液氧煤油发动机、200吨级大推力氢氧发动机研发已屡获进展，项目整体正在有效推进。
YF-130试车
关于“长征九号”，我国曾在2011年就提出了基本构型与参数，称为2011版。在这版设计当中，“长九”主要有三种构型，“长征九号”、“长征九号A”、“长征九号B”。其中“长征九号”为基本型，采用三级半构型（三级火箭加四个助推器），4个助推器每台配备2台推力4800千牛的YF-130液氧煤油发动机，芯一级配备4台4800千牛的YF-130液氧煤油发动机，芯二级配备2台推力2200千牛的YF-90氢氧发动机，芯三级配备4台250千牛的YF-79氢氧发动机。“长九”基本型全长103米，起飞质量4137吨，起飞推力5873吨，近地轨道（LEO）运力140吨，地月转移轨道（LTO）运力50吨，地火转移轨道（MTO）运力44吨。
2011版“长征九号”基本型
“长九A”、“长九B”是基于“长九”基本型衍生而来，其中“长九A”就是在基本型基础上减少两个助推器，起飞质量2861吨，起飞推力3915吨，近地轨道（LEO）运力100吨，地月转移轨道（LTO）运力35吨，地火转移轨道（MTO）运力28吨。“长九B”则是在基本型基础上取消助推器，一级增加一台发动机，起飞质量1964吨，起飞推力2447吨，近地轨道（LEO）运力50吨，地月转移轨道（LTO）运力20吨，地火转移轨道（MTO）运力12吨。
2011版“长征九号A”与“长征九号B”
在2021年6月24日于香港举行的航天科学家团队进校园活动中，中国长征系列火箭总设计师中国工程院院士龙乐豪在讲座中透露了“长九”的新构型，即2021版“长征九号”。在21版当中，无论是箭体尺寸、发动机、助推器都做出了显著调整，运力进一步提升。21版“长九”采用三级构型（可简化为两级），其中芯一级直径10.6米，配备16台推力3597千牛的YF-135液氧煤油发动机，芯二级直径也是10.6米，配备4台推力1176千牛氢氧发动机，芯三级直径缩减为7.5米，配备1台1176千牛氢氧发动机，有效载荷整流罩直径为9米。21版“长九”箭长108米，起飞质量4122吨，起飞推力5873吨，近地轨道（LEO）运力150吨（两级状态），地月转移轨道（LTO）运力53吨。
龙乐豪院士讲座现场
相较于11版“长九”基本型，21版“长九”箭长拉长了5米，最大直径增加了1.1米，在起飞质量与起飞推力基本不变的情况下，近地轨道（LEO）运力提升了10吨以上，地月转移轨道（LTO）运力提升了3吨。总体而言，经过多方面调整，“长九”新构型拥有了更高的运载系数和运载效率。
2021版“长征九号”
按照目前的规划，2030年之前我国将实现载人登月，使用的火箭是921（CZ-5DY），通过两次发射实现登月目标。在月球探测当中，更长远的月球开发才有可能用到重型火箭“长征九号”。而对于火星的探测迫切需要重型火箭的运力，我国计划在2028年实现火星取样返回，届时将使用“长九B”执行主载荷的发射任务，而按照先期规划“长九”会在2028年首飞，如此看来这个首飞时间要提前了。
在前不久结束的2021全球航天探索大会上，火箭院院长王小军做了《载人火星探测航天运输系统》的报告，透露我国载人火星探测上升段需要7枚重型火箭与1枚载人火箭，其中重型火箭指的就是“长征九号”。这就表明，中国航天对于“长征九号”是寄予厚望的！
作者：大白高国
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