3月12日凌晨，在海南文昌航天發(fā)射場，長征七號A運載火箭成功發(fā)射！中國新一代運載火箭家族再添新兵。
長征火箭是中國人的驕傲，堪稱“國民級IP”。但隨著長征火箭型號越來越多，發(fā)射任務(wù)越來越密集，人們難免犯迷糊：長征七號和長征七號A是一回事嗎？長征一二三四五六七八號，有啥不同？已經(jīng)有這么多火箭了，為啥還要研發(fā)新火箭？……
長征七號A運載火箭在海南文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射。圖源：新華網(wǎng)
一
萬變不離其宗，咱先說說火箭。
不妨把火箭看作“太空運輸車”——把特定重量的東西運到特定位置，專業(yè)術(shù)語叫“把載荷發(fā)送至預定軌道”。不同載荷重量、不同軌道距離，需要不同型號的運載火箭。
長征火箭家族就相當于一個“車隊”，大致分工如下：
長征一號系列：錢學森主持設(shè)計的中國第一枚火箭，長征火箭家族的奠基者，1970年將中國第一枚衛(wèi)星送入太空，這是中國航天的起點。但“長一”只能發(fā)近地軌道，且載荷僅0.3噸。同期美國的土星五號已經(jīng)能把登月飛船阿波羅號送上天了。土星五號的運載能力是月球軌道45噸、近地軌道118噸。
118:0.3，請記住這個對比。
長征二號系列：主要覆蓋低軌空間(高度300-2000千米)，是中國火箭家族絕對主力，中國所有的載人航天項目都集中在距地300-500千米的低軌空間。所以，“長二”是中國載人航天的主要發(fā)射工具。
長征三號系列：主要執(zhí)行中軌（2000-20000千米）和高軌（20000千米以上）發(fā)射任務(wù)。軌道任務(wù)取決于衛(wèi)星功能。大部分對地觀測衛(wèi)星在低軌空間；北斗等大部分導航衛(wèi)星在中軌空間；大部分通訊衛(wèi)星在高軌空間，赤道上空36000千米的“地球靜止軌道”更是位置稀缺的戰(zhàn)略資源。“長三”就是高軌任務(wù)專用火箭。
長征四號系列：主要負責極地軌道和太陽同步軌道發(fā)射。這兩條軌道距地700千米左右，都屬于低軌空間，但又高于載人航天軌道，是各類觀測衛(wèi)星最常用的發(fā)射軌道，具有極高的科研和軍事價值。“長四”就是為之量身打造的高性價比火箭。
過去幾十年，中國航天就是靠長征二號、三號、四號3個系列撐起來的。“長二”主攻低軌+載人航天，“長三”包攬高軌+深空探測，“長四”專注太陽同步軌道。這三兄弟組成了中國老一代長征火箭陣容，在過去半個世紀里以極高可靠性完成了超300次發(fā)射，是中國航天的功臣。
長征家族系列運載火箭（圖源：新華社）
二
但老將仍有不足，問題之一是燃料的環(huán)保性問題。
老一代長征火箭，大多使用四氧化二氮和偏二甲肼作為推進劑。優(yōu)點是混合即燃、可常溫貯存、技術(shù)要求低；缺點是毒性大、費用高、推進效率低。一枚火箭，數(shù)百噸燃料，一旦未充分燃燒，將泄露大量污染物。所以，火箭發(fā)射后，發(fā)射場和落區(qū)都將面臨污染風險。
從2015年長征六號首飛開始，新一代長征火箭一律采用無毒無污染的液氧、液氫和煤油作為推進劑，大大提升了火箭發(fā)射的環(huán)保性。
第二個問題是運載能力。
老一代長征火箭基本都是中型火箭，如果想往太空走得更遠、運得更多，研發(fā)大型火箭勢在必行。
大型火箭就是長征五號，被網(wǎng)友們戲稱為“胖五”。有了“胖五”，中國就有了近地軌道25噸、地球同步軌道14噸、地月軌道8.2噸、地火軌道5噸的運載能力，“太空搬家能力”跨上新臺階。
“長五”雖然大幅拉高了運載能力上限，且能覆蓋所有發(fā)射軌道，但也出現(xiàn)運力“斷檔”問題。原本負責高軌任務(wù)（地球同步軌道）的長征三號甲火箭最大運力為5.5噸，再大就得用“長五”運送，但這非常不經(jīng)濟。受限于此，中國高軌衛(wèi)星發(fā)射質(zhì)量曾長期被限制在5.5噸以內(nèi)。
