我们常说火箭运力有多大航天舞台就有多大,造大火箭自然也离不开更大推力的火箭发动机,大家时常感慨为什么俄罗斯、美国等航天强国可以造出推力动辄数百吨的大发动机,而我们却很难突破?

NASA新型RS-25氢氧发动机试车
不是我们的航天人不够努力,也不是不够聪明,核心症结在于巨大的时间鸿沟。以研发难度最大的氢氧发动机为例,俄罗斯第一款RD-56氢氧发动机研发始于上世纪60年代,与之相比我国第一台YF-73氢氧发动机则晚了整整20年。然而时间鸿沟又何止20年,还得算上近200年来由于历史原因导致我国工业基础薄弱的问题,因为原本就不在同一起跑线。

航天员翟志刚出舱行走
进入21世纪以来我国航天事业发展之迅速也是有目共睹,比如连续将14人次航天员成功送上太空,掌握了出舱行走、空间交会对接、在轨补加燃料等系列载人航天难题,代表人类首次成功登陆月球背面,同时还在谋求发展独自支配的轨道空间站。
能取得上述成绩我们首先要感谢老一辈航天人研制的系列运载工具,比如被誉为神舟天梯的长征2号F型运载火箭、还有长征3号甲系列登月火箭等等。这些20世纪末期的火箭产品为我们在21世纪初期加速前进打下了坚实基础,但往后的路再往前走就必须有更大推力的新一代运载火箭。

神舟天梯长征2号F型运载火箭
进入今年以来我国航天动力战线可以说是捷报频传,480吨级液氧煤油发动机涡轮泵联试成功、200吨级固体火箭发动机热试车成功、民营航天研制的世界第三款液氧甲烷发动机整机试车成功,这些进展让我们距离拥有强劲心脏的日子已经越来越近。
欣慰成绩的同时更要认识到空前的发展压力,仅去年一年我们就实施了全球最多的38次航天发射任务,现如今也已经拥有全球排名第二的在轨卫星规模,型号繁多的研制任务也将导致研发资金分流。为了多快好省地发展航天事业,我们也要尽可能多地吸收外部资源与技术力量为我所用。

国产世界第三款液氧甲烷发动机
今年年初关于我国要在10年内将航天员送上月球的载人登月工程已经基本形成共识,同时我们还要在10年左右时间实现火星采样返回任务,一旦成功就很有可能成为又一个世界首次,不论是工程意义还是科学意义都将是空前。
航天科技集团正在发展的480吨级YF-480型液氧煤油发动机就是为服务上述两大工程研制长征-9号重型运载火箭所做出的努力,该火箭地面起飞级将由12台YF-480发动机提供5873吨起飞推力,具备140吨近地轨道运力,这一运力能够轻松将3辆主战坦克送上太空,足可以与美国正在研发的SLS重型火箭比肩。

480吨级YF-480发动机(左)
我国重型火箭与重型发动机在此之前的研发经验为零,为了少走弯路我们将加强与俄罗斯航天部门合作,两家已于去年正式签署合作备忘录。俄罗斯动力机械科研生产联合体总经理伊戈尔·阿尔布佐夫披露,中方向俄方提出为YF-480型液氧煤油发动机进行方案技术鉴定需求,从合作内容来看我们仍然坚持自主研发路线,只是让俄方技术把关从而避免走弯路。

使用俄制RD-180发动机的宇宙神-5火箭
在大多数人印象中俄罗斯与NASA的合作仿佛更加密切,比如联合建造国际空间站、宇宙神-5型火箭使用俄制RD-180发动机等重大项目中都有俄罗斯参与,但从最近种种迹象来看大洋彼岸正在关闭与俄罗斯进行深度航天合作的大门。

联盟系列载人飞船发射
与俄方加强航天合作是双赢之举,因为我们有的他们没有,他们有的我们没有。俄罗斯航天级电子元件研发能力就已经明显落后,我国天舟一号货运飞船发射入轨后俄航天专家谢尔盖·菲利片科夫就意识到中国在航天微电子领域突飞猛进的进展。
谢尔盖·菲利片科夫认为,天舟一号使用了大量数字化技术,这一点是俄罗斯进步号货运飞船所没有的。天舟一号有6吨上行运力,还有2吨在轨燃料补加能力,综合运力性能也远胜于大洋彼岸的天鹅座飞船,这证明中国航天芯片可以成功抵御太阳耀斑爆发时产生的电离辐射,而近些年俄方已经从中国进口了大量航天芯片。

天舟一号货运飞船
两家的另一个合作方向就是月球,嫦娥七号月球南极探测器将与俄罗斯月球-26号展开联合探月任务。嫦娥探月工程截止目前已经实施了5次发射任务,成功将两艘飞船分别着陆于月球的正面与背面,并将在最晚明年上半年发射嫦娥5号实施月球采样返回任务,这将是40多年来人类再一次将月球样本带回地球的壮举。
而俄罗斯也有嫦娥五号版的“月球-27号”采样返回任务,计划发射时间是2025年,从这里可以看出俄方月球探测进度与规模也落后于我们。

俄计划2024年发射的小型月球着陆探测器
目前嫦娥探月四期工程已经规划部署了嫦娥六号、七号、八号后续三次发射任务,其中2030年前发射的嫦娥八号将验证月面长期值守考察站的关键技术,为将来打造月面站奠定技术基础。俄罗斯也计划2035年之后在月面部署考察站,两家航天合作具有极强的互补性,一旦合二为一将迸发出更强威力。
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