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本文作者——李超|《太空探索》杂志专业撰稿人
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(中国人从这里出发登月)
文昌国际航天城最近公布了一批航拍照片,把现有的大型发射工位都纳入镜头。其中在用工位、在建工位一目了然,尤其是用于长征十号的塔架异常高大,在四座避雷塔的护卫下格外显眼。
一个繁荣航天港的前景,已经展现在眼前。
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(新建多座大型垂直总装厂房,百米高的塔架)
运载火箭的发射工位通常采用“一位多箭”设计,也就是一个工位服务多种火箭。但考虑到火箭尺寸、电气和流体接口、技术特性的差异,如果不做改造,一个工位基本只能服务同一系列的不同改型。
比如西昌发射中心的2号和3号工位都适配3.5米芯级火箭。2号主要发射带助推器的长征三号乙、丙,3号主要发射不带助推器的长征三号甲、长征二号丙/丁。
要换火箭就得改造工位。美国卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心的LC-39A发射台先后支持过土星五号、航天飞机,现在交给SpaceX发射猎鹰9和猎鹰重型。每次换型号,这个工位都要经历大规模改造,除了地理位置没变,几乎推倒重来。
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(美国著名的卡角发射中心)
文昌发射场的情况不同。目前在射的长征五号、七号、十号直径和特性各不相同,只能“一位一箭”。当然,同系列内部的改型还是可以共用的。
长征十号乙火箭已经进入3号发射工位,准备实施全剖面试验飞行。它采用两级构型,全长超过70米。相比之下,长征五号长度不到54米。这意味着长征十号乙需要更高的勤务塔架。
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(长征十二号从海南商业发射场起飞)
但这还不是极限。
执行载人登月任务的登月构型长征十号,在两级火箭基础上增加了氢氧第三级和大型整流罩,发射梦舟飞船时还要加装逃逸塔。火箭整体高度达到92.5米,是中国有史以来最高的火箭,只比美国SLS火箭Block 1少了6.5米。
为它配备的勤务塔架高度达到了120米,比美国著名的LC-39A工位塔架高出14米,仅次于LC-39B的126米,是全球第二高的发射塔架。
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(载人登月发射工位如今已经建成)
有意思的是,全球最高塔架的头衔原本属于LC-39A。阿波罗登月时期,为了适应110.6米高的土星五号,NASA在LC-39A建起了136米的塔架。但阿波罗计划结束后,航天飞机登场,NASA把这处塔架削掉了30米。马斯克接手后进行大规模改造,却没动塔架高度。70米高的猎鹰九号矗立在106米的塔架旁,显得格外矮小。
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(曾经发射航天飞机,如今发射猎鹰重型)
这和长征十号乙在3号工位的场景颇为相似——区别只在于,LC-39A的“正主”已经远去,3号工位的“主角”还在赶来的路上。
文昌商业发射场也在密集建设。目前长征八号已多次在这里执行任务。长征八号高度50.3米,如果在文昌基地发射可以和长征七号共用201号工位,塔架高度85.8米;如果在商业发射场起飞,一号工位勤务塔83米。
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(十多个工位即将一字排开)
但其他商业火箭的需求与长征八号可能大不相同。长征十二号就用了二号工位。从卫星地图上看,新建的三号、四号工位正在施工。有消息称未来可能建成13个工位,海上发射平台也可能从这里出入港。
如此一来,文昌海岸将重现上世纪六七十年代卡纳维拉尔角的壮观景象——十多个发射工位一字排开,火箭轮流升入太空。
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(远眺发射场可以看到三大工位)
不过当年的美国航天盛况是靠冷战太空竞赛和联邦财政强行撑起来的,创造了不少科技成果,但后期砍项目时也造成了巨大浪费。如今中国的“航天海岸”有双轮驱动力:国家科学探索任务的稳健支撑,加上商业航天大发展的产业底蕴。
国内已有不少火箭企业提出年产数十发的计划,不少还在安排火箭回收复用能力。各家企业的发射工位建好后,文昌海岸将迎来密集发射、回收复用的科幻景象。
从百米塔架到十数个工位,中国航天的“下一块拼图”正在逐一就位。载人登月的目标已经不再是远景,而是一步步落地的工程现实。
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(建设中的商业发射工位)
长征十号是中国载人登月的核心运载工具,由国家航天局抓总研制,中国运载火箭技术研究院负责火箭本体。按照规划,长征十号将在2027年前后实现首飞,2028年前后执行首次载人绕月任务,2030年前实现中国人首次登陆月球表面。
整个登月工程包括多个子系统:长征十号运载火箭、梦舟载人飞船、揽月着陆器、望宇登月服和探索载人月球车。目前揽月着陆器已经通过了多项关键试验,梦舟飞船的研制也在稳步推进。
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(中国载人登月的各个关键系统)
相比美国阿尔忒弥斯计划的反复延期,中国的登月时间表一直推进得比较稳健。NASA的SLS火箭虽然早在2022年就完成了首飞,但后续的载人任务一拖再拖,阿尔忒弥斯二号绕月任务已经从2024年推迟到了2026年,阿尔忒弥斯三号登月任务更是遥遥无期。
美国人不是技术不行,是钱和政治扯皮太多。国会拨款反反复复,承包商超支成了常态。SpaceX的星舰虽然进展不错,但距离能安全载人登月还有相当长的路要走。
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(长征十号试验箭起飞)
中国的登月路径则更像当年的阿波罗计划——举国体制、资源集中、目标明确。文昌发射场的硬件建设速度,从侧面印证了整个工程的推进节奏。
文昌发射场选址海南,本身就有深远的战略考量。低纬度地理位置意味着火箭可以借助更大的地球自转线速度,同等运力下能发射更重的载荷,或者同等载荷下消耗更少的燃料。这对于需要大推力的登月任务来说,优势不言而喻。
此外,文昌临海,火箭残骸可以直接落入大海,不用担心砸到内陆居民区。长征五号、七号、十号这些大型火箭的助推器和一级残骸落区面积巨大,如果在内陆发射,安全管控的压力会大得多。
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(长征十号海上降落回收)
从更宏观的角度看,文昌航天港的建设规模和速度,反映的是中国在航天领域的整体雄心。空间站已经建成运营,嫦娥探月工程完成了绕落回三步走,天问一号成功着陆火星。载人登月是这个链条上的下一个关键节点。
百米塔架只是一个标志。塔架背后,是整个工程体系的推进——火箭、飞船、着陆器、航天员训练、测控网络、地面支持系统,每一个环节都在同步往前走。
当年美国用阿波罗计划证明了其在太空竞赛中的领先地位,也奠定了此后几十年航天技术的根基。今天中国走在这条路上,目标不是和谁比赛,而是要在太空探索中占据应有的位置。文昌的发射塔架越来越高,工位越来越多,这个趋势已经很明显了。
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