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| 本文作者： 毛新愿 | 2016-06-27 12:24 |
雷鋒網(wǎng)按：本文作者毛新愿，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)航天工程專業(yè)博士，主攻低軌衛(wèi)星定軌，北斗/GPS。
按照著名財(cái)經(jīng)雜志《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》的觀點(diǎn)，文昌基地和新型火箭的發(fā)射，標(biāo)志著中國已經(jīng)在航天——這一人類科技最輝煌的領(lǐng)域——馬上開始下一輪針對(duì)發(fā)達(dá)國家的“粉碎”和洗牌。
（via：集圖網(wǎng)）
既然是說長(zhǎng)征 7 號(hào)，那就從長(zhǎng)征系列火箭說起吧
新中國在一窮二白的基礎(chǔ)上建立起來，最明智的決策一定是兩彈一星計(jì)劃。核武器使中國擁有了無法撼動(dòng)的威懾力量，衛(wèi)星與火箭則極大提高了中國科技與制造的上限：一個(gè)當(dāng)初農(nóng)業(yè)仍在落后的國家直接瞄準(zhǔn)了世界工業(yè)的最高點(diǎn)前進(jìn)，歷史告訴我們這個(gè)選擇徹底改變了中國人的命運(yùn)。
我們還很弱小，就在那里日日節(jié)衣縮食，卯足了勁兒干大事兒。雖然前期蘇聯(lián)支持，但后來也不管了。但不管發(fā)生什么事情，中國人還是砸鍋賣鐵一定要把這些大國重器全部造出來。
2015 年前長(zhǎng)征火箭家族（圖片來源：The Rocketry Forum）
結(jié)果是：長(zhǎng)征系列火箭自 1965 年開始研制至今，已經(jīng)擁有了 6 個(gè)系列共計(jì) 19 個(gè)型號(hào)，基本覆蓋了近地空間的所有軌道，研發(fā)能力之強(qiáng)，體系之完善，使中國成為世界航天界的絕對(duì)實(shí)力派。
長(zhǎng)征火箭服役時(shí)間圖
現(xiàn)有的長(zhǎng)征系列火箭大致情況：
長(zhǎng)征一號(hào)系列
錢學(xué)森主持設(shè)計(jì)的中國第一枚火箭，長(zhǎng)征火箭家族的奠基者。它將中國第一枚衛(wèi)星送入太空，向世人證明航天能力和中國洲際導(dǎo)彈能力已然成熟，在那個(gè)年代極大捍衛(wèi)了中國人的尊嚴(yán)。要知道在那個(gè)年代，土星五號(hào)帶著阿波羅都分分鐘飛上月球的節(jié)奏，中國搞出了一個(gè)只能運(yùn)送 0.3 噸（近地軌道）的“小”火箭，國際上都笑得不要不要的，要知道，土星五號(hào)可是能攜帶 120 噸量級(jí)哇。所以，再次向錢老等一批中國火箭第一批專家致敬，要知道，當(dāng)時(shí)從國外這個(gè)行業(yè)回來，真的等同于一個(gè)“學(xué)火箭”的人去造煙花了。這個(gè)火箭已然做了三級(jí)推進(jìn)，燃料落后，硝酸和偏二甲肼，但標(biāo)志著我們的技術(shù)已經(jīng)從 0 到 1 了。
長(zhǎng)征二號(hào)系列
目前中國火箭家族的絕對(duì)主力，重點(diǎn)項(xiàng)目尤其是載人航天項(xiàng)目的主要發(fā)射工具，這個(gè)火箭擁有至少 5 個(gè)型號(hào)，執(zhí)行了最多的任務(wù)。所有進(jìn)入過太空的中國航天員都是著名的長(zhǎng)征 2F 火箭送上去的，每次在電視上看到航天員出征前的震撼場(chǎng)面，背景往往是這個(gè)火箭，2F 是唯一一個(gè)中國帶有逃逸塔的火箭，逃逸塔的作用是火箭起飛之前和起飛之后幾十秒內(nèi)，最后保護(hù)航天員的火箭部分。載人航天的意義不再贅述，因?yàn)楹?jiǎn)直大過天好么！無數(shù)航天汪都是被航天員飛天的情懷“忽悠”進(jìn)航天界的。這個(gè)火箭系列，標(biāo)志著中國航天發(fā)射的底子全部打牢，尤其是高可靠性火箭方面，量變引起質(zhì)變，之后的火箭技術(shù)真心要“騰飛”了。
長(zhǎng)征三號(hào)系列
如果說長(zhǎng)征二號(hào)覆蓋了低軌空間（高度 300-2000 千米），三號(hào)則將中國人的腳步進(jìn)一步延展到太空，它是高軌任務(wù)的專用火箭。各種通訊衛(wèi)星、探月工程和深空探測(cè)計(jì)劃，都離不了它的身影。載人航天只是在極近地空間（300-500 公里）折騰，但其他軌道資源也極其重要，尤其是比較重要的導(dǎo)航衛(wèi)星用的中軌段（20000 公里左右），世界上導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng) GPS/GLONASS/Galileo 和我國的北斗都在這個(gè)段內(nèi)。地球靜止軌道更是看似無限，但其實(shí)極其有限的資源，通訊衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星都需要這個(gè)軌道，這個(gè)火箭也是干這個(gè)用的，分分鐘上去的都是大國重器啊。
長(zhǎng)征四號(hào)系列
主要負(fù)責(zé)極軌和太陽同步軌道衛(wèi)星發(fā)射，目前幾乎所有的低軌科研、軍事、資源衛(wèi)星都處在這個(gè)軌道上，火箭的意義可想而知。幾乎所有的間諜衛(wèi)星都處于這種軌道哦，這種衛(wèi)星有多重要？美國 Corona 系列衛(wèi)星在 1959-1972 年大概發(fā)了 120 顆，后來 U-2 慢慢退役，就是 Corona 取代了它。美國后來解密報(bào)告說：第一顆成功的 Corona（應(yīng)該是第 13 顆，前面都回收失敗了），收集的情報(bào)超過了之前所有 U-2 的總和。冷戰(zhàn)年代這 100 多顆衛(wèi)星收集了多少東西我們不得而知，但現(xiàn)在美國最貴的衛(wèi)星全部是間諜衛(wèi)星這是妥妥的，它是單體航天器中最高級(jí)的沒有之一了。我們家也妥妥得有，而長(zhǎng)征四號(hào)就是目前最適合發(fā)射這個(gè)軌道的。
長(zhǎng)征六號(hào)系列
小型火箭，長(zhǎng)征家族新成員，也是首個(gè)液氧煤油推進(jìn)火箭，試驗(yàn)了眾多新技術(shù)，為后續(xù)任務(wù)做鋪墊。之前所有的火箭系列，都是四氧化二氮 + 偏二甲肼，都是劇毒、環(huán)境污染大、推進(jìn)效率也低，而長(zhǎng)三上用的液氧液氫還沒那么成熟，咱們很多基礎(chǔ)技術(shù)落后成了瓶頸。但長(zhǎng)征六號(hào)起，我們就能用的上液氧煤油啦，妥妥的。液氧煤油燃料，是所有大型火箭的首要選擇，著名的土星五號(hào)，第一級(jí)就是這樣。所以，長(zhǎng)征六號(hào)相當(dāng)于是為未來做了技術(shù)儲(chǔ)備，驗(yàn)證技術(shù)。而這種小型火箭，未來商業(yè)化的潛力是妥妥的，比如中國版本的 Space-X，如果未來有的話，就可能基于這個(gè)發(fā)展下去。
長(zhǎng)征十一號(hào)系列
小型火箭，和六號(hào)一樣于 2015 年加入了長(zhǎng)征家庭，中國首個(gè)純固體火箭。這個(gè)意義也非常重大，固體火箭標(biāo)志著發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間大大縮短，航天任務(wù)的快速反應(yīng)能力極大提高。固體比起液體的優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)直不要不要的，人家液體火箭準(zhǔn)備了 10 多天才能發(fā)射。而要想發(fā)個(gè)長(zhǎng)征十一號(hào)，打個(gè)電話、坐個(gè)飛機(jī)、落地后午覺都不用睡就可以看發(fā)射了。在戰(zhàn)略意義上、戰(zhàn)爭(zhēng)年代核威懾作用上，你說膩害不膩害？這也是未來的戰(zhàn)術(shù) / 戰(zhàn)略儲(chǔ)備，出事兒了，分分鐘放煙花一樣就送各種東西上天了。
1、 中國 50 年火箭研發(fā)史集大成者
和長(zhǎng)征六號(hào)一樣，二者都是液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)火箭。在此之前，中國的火箭都是采用傳統(tǒng)的四氧化二氮偏二甲肼組合，劇毒、貯存不易、準(zhǔn)備周期長(zhǎng)且推力不足。而液氧煤油組合則能進(jìn)一步提高火箭推力，極大降低燃料存貯和運(yùn)輸成本，是一種可靠性高對(duì)環(huán)境友好的火箭。雖然起步較晚，但目前我國在這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)直線超車美國，掌握了很多核心技術(shù)。不僅是燃料方面哦，各方面的技術(shù)諸如系統(tǒng)工程、材料技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)啥的都妥妥的是在之前的基礎(chǔ)上更新了。
2、未來中國航天的絕對(duì)主力
長(zhǎng)征二、三、四號(hào)系列承載了中國人無數(shù)的航天夢(mèng)想，近幾十年來的幾乎所有航天發(fā)射都由它們完成。由于文昌發(fā)射場(chǎng)的建成，陸路運(yùn)輸不再成為掣肘火箭尺寸的因素（中國現(xiàn)有的發(fā)射場(chǎng)火箭運(yùn)輸都要經(jīng)過鐵路隧道，限制了火箭最大直徑）。長(zhǎng)征七號(hào)利用了這個(gè)優(yōu)勢(shì)，也集合了三系列火箭的各項(xiàng)技術(shù)，液氧煤油推進(jìn)，推力更強(qiáng)（近地 12-15 噸運(yùn)載能力），能滿足近幾十年內(nèi)中國航天的絕大部分需求，預(yù)計(jì)未來中國航天發(fā)射 80% - 90% 的任務(wù)都將由它完成，在此前沒有任何一型火箭能做到。
3、承前啟后，為大國重器扛起家族棟梁
如果說長(zhǎng)征二號(hào)、三號(hào)和四號(hào)扛起了中國航天改革開放后三十年，那從 2016 年起，長(zhǎng)征七號(hào)將會(huì)扛起未來三十年，而堅(jiān)持過這三十年后，中國航天有可能會(huì)引領(lǐng)世界。正在研發(fā)中的長(zhǎng)征五號(hào)，最大近地軌道運(yùn)載能力將首次達(dá)到 25 噸級(jí)別，這將意味著中國航天發(fā)射能力正式進(jìn)入美、歐、俄壟斷的第一梯隊(duì)。而未來預(yù)計(jì) 20 年內(nèi)服役的長(zhǎng)征九號(hào)，則箭指人類史上最著名的美國土星五號(hào)火箭（阿波羅登月計(jì)劃專用火箭），成為真正的大國重器。火箭的研發(fā)是一個(gè)需要技術(shù)積累迭代的過程，這種關(guān)鍵時(shí)刻更需要長(zhǎng)征七號(hào)來承前啟后，扛起中國航天近幾十年的重?fù)?dān)。
4、長(zhǎng)七的基地 - 文昌基地 - 的投入使用，標(biāo)志著中國航天進(jìn)入新時(shí)代
這段與火箭沒有關(guān)系，扯一扯長(zhǎng)七的附屬意義，尤其是文昌基地。
火箭發(fā)射距離赤道越近，可以更大限度利用地球自轉(zhuǎn)帶來的初速度，大大降低火箭所需燃料，這是航天領(lǐng)域基本常識(shí)（比如同等要求下在文昌發(fā)射比在酒泉發(fā)射要節(jié)省 15% 左右燃料，這意味著極大降低火箭設(shè)計(jì)和燃料成本）。但是，七十年代航天起步中的中國，還面臨著不穩(wěn)定的國際局勢(shì)、南海問題，不得不把所有的航天發(fā)射基地選在安全的內(nèi)陸地區(qū)，也必須面對(duì)它們的地址對(duì)火箭尺寸和航天發(fā)射成本的限制。
文昌投入使用是大國實(shí)力彰顯的一個(gè)重要標(biāo)志，國際局勢(shì)和南海問題都不再是值得擔(dān)心的問題。文昌帶來的優(yōu)勢(shì)不僅是更少的燃料，火箭設(shè)計(jì)的空間將會(huì)大大打開。文昌發(fā)射場(chǎng)離海洋非常近，火箭墜落物直接掉到海里，再也不用擔(dān)心在陸地上砸到民居啥的了。海運(yùn)的可能性，使得火箭不再受鐵軌和隧道運(yùn)輸?shù)某叽缦拗疲鸺淖畲笾睆綄?huì)不斷增大。燃料節(jié)省而來的空間和質(zhì)量，將會(huì)替換為更多有效載荷，極大提高火箭的各項(xiàng)能力，提高我國航天任務(wù)的復(fù)雜度和建設(shè)進(jìn)度。
如今，自 2009 年正式開工，短短五年內(nèi)一個(gè)國際超高規(guī)格的航天發(fā)射場(chǎng)已經(jīng)建設(shè)完畢，讓世界航天界頗為震驚的中國速度再次出現(xiàn)。文昌投入使用，意味著中國航天的腳步可以大跨步邁起來，在世界航天商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)中，搶占相當(dāng)一部分市場(chǎng)份額。建議未來在三沙市立個(gè)火箭發(fā)射場(chǎng)的項(xiàng)目，不為別的，咳咳，節(jié)省點(diǎn)我國火箭發(fā)射的能量嘛。
目前世界稀缺低緯度發(fā)射場(chǎng)，幾乎是法屬圭亞那發(fā)射場(chǎng)壟斷這部分任務(wù)，但同樣低緯度的文昌投入使用，結(jié)合中國火箭發(fā)射成本的低廉，將會(huì)相當(dāng)程度上改變世界火箭發(fā)射市場(chǎng)的格局。Space-X、藍(lán)色起源等民營(yíng)航天公司的崛起，標(biāo)志著世界航天已經(jīng)逐漸進(jìn)入商業(yè)時(shí)代。我們也看到，在文昌及長(zhǎng)征火箭的宣傳過程中，中國航天一改往日神秘色彩，全程對(duì)外開放公開，甚至火箭發(fā)射也面對(duì)公眾。這是中國航天未來更透明、更加積極參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和商業(yè)化的一個(gè)重要標(biāo)志。
好話說了半天，也得來上那么幾句負(fù)能量。還不得不承認(rèn)啊，長(zhǎng)征七號(hào)和長(zhǎng)征家族火箭，在目前的各種火箭家族中，水平上應(yīng)該處在第二梯隊(duì)妥妥的。美國人的好幾個(gè)火箭家族都領(lǐng)先咱們不少，標(biāo)志性的土星五號(hào) 50 年前就有了，而我國還需要至少 20 年才有。歐洲和俄羅斯也領(lǐng)先一些，但咱們馬上就趕上了，大家要有耐心哇。
要知道，目前中國在整個(gè)航天領(lǐng)域的投入資金，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不過 NASA 的很多項(xiàng)目（阿波羅登月、航天飛機(jī)等），有這么多產(chǎn)出簡(jiǎn)直太可怕了！曾經(jīng)的“中國制造”在近些年來已經(jīng)演變?yōu)椤鞍l(fā)達(dá)國家的粉碎機(jī)”，幾乎每一個(gè)行業(yè)都被中國的產(chǎn)業(yè)制造徹底洗牌。
而按照著名財(cái)經(jīng)雜志《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》的觀點(diǎn)，文昌基地和新型火箭的發(fā)射，標(biāo)志著中國已經(jīng)在航天——這一人類科技最輝煌的領(lǐng)域——馬上開始下一輪針對(duì)發(fā)達(dá)國家的“粉碎”和洗牌。
航天技術(shù)，與國而言可以談國運(yùn)，與民而言亦可談民生。
近些年來，中國很多科技界的重大專項(xiàng)都與航天密不可分，載人航天、探月工程、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、高分項(xiàng)目、深空探測(cè)等，無一不是改善國計(jì)民生的重大課題。家中的衛(wèi)星電視信號(hào)，也許就來自幾天前中國剛向赤道上空發(fā)射的一顆覆蓋亞太地球靜止通訊衛(wèi)星；自駕回家的北斗精確位置導(dǎo)航，也許就來自文昌剛發(fā)的一箭三星；瞬間獲知的未來一周準(zhǔn)確天氣，也許就來自天上又多的幾顆中國氣象衛(wèi)星。
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