【图话】大火箭的前世今生

源济

腾讯网  2016-06-24
大火箭的前世今生

近日消息称，长征七号运载火箭计划6月底择机发射，执行首次飞行试验任务；而中国最大的火箭长征五号也将于下半年首飞。放眼全球，大火箭的历史其实可以追溯到二战晚期和美苏争霸时代。作为一国科技能力的重要标志，它也一直是世界大国竞争的重点项目。



图为2016年6月22日，长征七号运载火箭在垂直转运过程中。新华社记者 曾涛 摄





早期的火箭更多地是出于军事目的被研制出来的，一枚火箭相当于制导炸弹。其中，最著名的当属纳粹德国时期制造的V2火箭。V2火箭拥有300公里的作战距离以及搭载1吨炸药的弹头，是最早的弹道导弹，在二战末期被大量地用于袭击英法等同盟国领土，曾导致数千人伤亡。图为德军车载平台上的V2火箭。





二战结束时，美国和苏联等国竞相争夺德国的火箭技术和科研人员。其中，美国获益最多。美国获得了大批德国火箭科学家，将他们带回国内，火箭在用作武器之外，开始成为发展新技术的载具。图左为V2火箭的总设计师冯·布劳恩，原本是德国人的他被俘后来到美国；图右为苏联火箭科学家谢尔盖·科罗廖夫。两人在美苏50-60年代的太空竞赛中成为对手，是20世纪航天事业的先驱。





冷战的开始促进了火箭技术的高速发展。苏联在50年代火箭技术的研发方面一直领先美国一步。由R-7导弹改造而来的东方号运载火箭成功发射了人类历史上第一颗人造卫星和第一艘载人飞船。图为1967年9月，在匈牙利布达佩斯展出的东方号火箭。Sovfoto/UIG via Gettyimages/视觉中国





苏联的成功震惊了美国，也直接促成了美国国家航空航天局（NASA）的成立。1958年1月31号，美国用朱诺1号火箭在卡纳维拉尔角成功发射了首个卫星，该火箭来源于美国陆军红石导弹。图为在确定卫星进入轨道后，冯·布劳恩（右）等三人在华盛顿的新闻发布会上展示了“探索者一号”卫星的模型。





太空竞赛在美国登月成功时达到高潮。为了执行阿波罗登月计划，由冯·布劳恩带头的美国科学家打造了一款迄今为止最高、最重、推力极大的火箭——“土星五号”，堪称世界奇迹。图为土星五号第一级推进器上的五个硕大的发动机。





土星五号运载火箭总高度达到了363英尺（111米），大约有36层楼的高度，比自由女神像还高58英尺；起飞质量达到了3039吨，与二战驱逐舰吨位相当；起飞推力约3400吨，相当于30架波音747大型喷气式飞机所产生的推力总和。





土星五号的推力可以将宇宙飞船的速度提升到40000千米每小时，比步枪子弹的速度还要快15倍，为此每秒要消耗13吨燃料。NASA先后共建造了15枚土星五号运载火箭，从没有过损失有效载荷的事故发生。图为在阿波罗登月任务中，土星五号发射升空过程的拼图。Ralph Morse/The LIFE Picture Collection/Getty Images/视觉中国





与之针锋相对，苏联放弃了正在开发的N1运载火箭，转而制造出了能源号火箭。这一庞然大物长约60米,总重2400吨，起飞推力达到3500吨，到现在仍是世界上推力最强的火箭。能源号一共只执行过两次任务，其中第二次发射时将暴风雪号航天飞机送入轨道。图为1988年能源号驮着暴风雪号航天飞机前往发射台。Sovfoto/UIG via Getty Images/视觉中国





冷战结束后，由于能源号火箭被弃而不用，质子运载火箭实际上成为俄罗斯运载能力最强的火箭。它的主要任务是发射卫星和探测器等，目前已投入商业发射。图为2011年，哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场，质子-M运载火箭准备发射美国通讯卫星。RNA/视觉中国





而联盟号运载火箭则承载了国际空间站的物资和宇航员运送工作。图为2016年4月28日，联盟2.1A运载火箭发射升空。





目前美国的主力大推力运载火箭主要为宇宙神5型运载火箭。图为2009年5月28日，工作人员正在将月球勘测轨道飞行器和卫星装入宇宙神5型运载火箭。Dimitri Gerondidakis/Bloomberg via Getty Images/视觉中国





另一主力箭型则是德尔塔系列火箭。图为2003年8月29日，德尔塔-4运载火箭发射升空；图右为德尔塔火箭的一级推进器RS-68发动机。





相比美苏两强早在20世纪60年代就研制了百吨级和20吨级大型运载火箭，其他国家的大型运载火箭发展较晚。1996年欧洲空间局的阿里亚娜5号G型火箭才首次试射，发射时重737吨，可以将总重6.1吨的数颗人造卫星送至地球同步轨道，如果是单一卫星则可以提升至6.9吨，但代价是发射费用高昂。图为2002年2月28日，阿里亚娜5号运载火箭在法属圭亚那的发射场等待发射。





日本1994年首次发射了新一代的H-II火箭，连续失败后又发展了新的H-IIA火箭，并于2001年首次发射。目前其最新的H-IIB火箭则进一步跻身大型运载火箭之列。图为2010年11月4日，日本爱知县，三菱重工有限公司生产的H-IIB火箭。





对比国外主流大型运载火箭，中国现有运载火箭的能力大有不足。随着空间站及探月计划的发展，中国在多年前就开始规划设计新一代大型运载火箭——长征五号，并预计于今年下半年发射。长征五号火箭有20层楼高，箭体直径达到5米，近地轨道的运载能力达到25吨，比现役火箭运载能力提高了2.5倍以上，是我国高度最高、体积最大、运载能力最强的火箭。图为转运过程中的长征五号。

  图片编辑 : 西西