第21章 飞向月球的火箭和飞船(2)

“能源”号运载火箭“能源”号运载火箭的主要任务有：发射多次使用的轨道飞行器；向近地空间发射大型飞行器、大型空间站的基本舱或其他舱段、大型太阳能装置；向近地轨道或地球同步轨道发射重型军用、民用卫星；向月球、火星或深层空间发射大型有效载荷。

“质子”号系列运载火箭“能源”号运载火箭长约60米，总重2400吨，起飞推力3500吨，能把100吨有效载荷送上近地轨道。火箭分助推级和芯级两级，助推级由四台液体助推器构成，每个助推器长32米，直径4米；芯级长60米，直径8米，由四台液体火箭发动机组成。发射时，助推级和芯级同时点火，助推级四台助推火箭工作完毕后，芯级将有效载荷加速到亚轨道速度，在预定的轨道高度与有效载荷分离。尔后有效载荷靠自身发动机动力进入轨道。

“能源”号运载火箭成为前苏联运载火箭发展的一个新的里程碑。

“质子”号系列运载火箭是前苏联第一种非导弹衍生的、专为航天任务设计的大型运载器。在“能源”号重型火箭投入使用以前，该型号是前苏联运载能力最大的运载火箭。“质子”号系列共有三种型号：二级型、三级型和四级型。

“天顶”号运载火箭二级型“质子”号共发射了三颗“质子”号卫星，此后便停止使用。火箭全长41米，最大直径74米。

三级型“质子”号主要用于“礼炮”号、“和平”号等空间站的发射。火箭全长57米，最大直径74米。

四级型“质子”号主要用于发射各类大型星际探测器和地球同步轨道卫星。火箭全长572米，最大直径74米。

“天顶”号是前苏联的一种中型运载火箭，主要是用来发射轨道高度在1500千米以下的军用和民用卫星、经过改进的“联盟”号TM型载人飞船和“进步”号改进型货运飞船。“天顶”号2型是两级运载火箭，其一子级还被用作“能源”号火箭助推级的助推器。“天顶”号3型是三级运载火箭，它在二型的基础上，增加了一个远地点级，用于将有效载荷送入地球同步轨道、其他高轨道或星际飞行轨道。2型与3型用的一子级和二子极是相同的。

“天顶”号是前苏联继“旋风”号后第二个利用全自动发射系统实施发射的运载火箭。在发射厂，火箭呈水平状态进行总装、测试、转运至发射台。所有发射操作，包括火箭离开总装测试厂房，由铁路转运至发射台、起竖、连接电路、气动与液压系统、测试、加注推进剂、点火等都是按照事先确定的程序自动进行的。

“天顶”号2型最大长度57米，最大直径39米。

“天顶”号3型最大长度614米，最大直径39米。

美国火箭

“宇宙神”运载火箭

“宇宙神”运载火箭“宇宙神”系列火箭，由美国通用动力公司制造，已连续生产30多年。火箭长251米，直径3米，起飞重量120吨。目前经常使用的是“宇宙神—阿金纳D”号和“宇宙神—半人马座”号两种型号。前者重129吨，能把2吨重的有效载荷送入500千米高的地球轨道；后者重139吨，近地轨道的最大运载能力为4吨。它们除作为“月球”号和“火星”号星际探测器的运载工具外，曾用来发射过通信卫星和“水星”号载人飞船。自1959年以来，已发射500多次，是使用最广泛的一种运载工具。

“德尔塔”系列运载火箭

德尔塔系列运载火箭“德尔塔”系列火箭由美国科麦道公司研制生产，至今已发射180多次。“德尔塔”号三级火箭有两种型号，总长384米，起飞重量分别为220吨和230吨。一种的同步转移轨道运载能力为14吨，另一种的同步转移轨道运载能力为18吨。“德尔塔”火箭于1960年5月首次发射，它先后发射过先驱者号探测器，“泰罗斯”气象卫星，“云雨”号卫星，“辛康”号卫星，国际通信卫星2，3号等。

“大力神”系列运载火箭

“大力神”系列运载火箭“大力神”系列火箭由马丁·玛丽埃特公司研制生产，共有6种型号。“大力神3”火箭长4575米，直径3米，发射重量680吨。各型大力神火箭的有效载荷分别是：3A为36吨，3B为45吨，3C，3D，3D和3E均为15吨。最大的“大力神34D”长达62米，最大直径5米，发射地球同步转移轨道卫星的运载能力达45吨。“大力神”系列火箭至今已有150多次发射纪录。它主要发射各种军用卫星，也发射了“太阳神”号，“海盗”号，“旅行者”号等行星和行星际探测器。

“土星”号登月火箭

1961年4月20日，美国总统提出研制登月火箭的设想，并询问60年代能否把人送上月球。当时布劳恩斩钉截铁地回答：“行！”于是，在布劳恩的主持下，开始实施土星巨型登月火箭研制计划。1964年至1967年，相继研制成功“土星1”，“土星1B”，“土星5”等几种型号。1964年首先研制成功“土星1”号两级火箭。火箭长381米，直径558米，发射重量502吨，近地轨道的有效载荷为102吨。它曾用来试验发射阿波罗飞船模型。

“土星5”号火箭1966年研制成功它的改进型“土星1B”号两级火箭。火箭长683米，直径66米，发射重量590吨，最大有效载荷181吨。从1966年到1975年共发射9次，除作运载“阿波罗”飞船试验外，还3次将宇航员送上“天空实验室”空间站和1次发射“阿波罗”载人飞船与前苏联的“联盟”号飞船对接联合飞行。

1967年世界上最大的一种运载火箭“土星5”号问世。它是三级火箭，长856米，直径101米，起飞重量2950吨，近地轨道的有效载荷达139吨，飞往月球轨道的有效载荷为47吨。从1967年到1973年共发射13次，其中6次将“阿波罗”载人飞船送上月球，在航天史上写下了最为光辉的一页。

中国火箭

“长征2”号F运载火箭

“长征2”号运载火箭“长征2”号F火箭是在“长征2”号E火箭的基础上，按照发射载人飞船的要求，以提高可靠性、确保安全性为目标研制的运载火箭。CZ—2F是我国第1种为载人航天研制的高可靠性、安全性运载火箭，是载人航天工程的重要组成部分之一。它在CZ—2E基础上增加了2个新系统，即逃逸系统和故障检测处理系统。火箭全长58343米，起飞质量4798吨，芯级直径335米，助推器直径225米，整流罩最大直径38米。火箭的芯级和助推器发动机均使用四氧化二氮和偏二甲肼作为推进剂。它可把8吨重的有效载荷送入近地点高度200千米、远地点高度350千米、倾角424度～427度的轨道。火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成，是目前我国所有运载火箭中起飞质量最大、长度最长的火箭。运载火箭有箭体结构、控制系统、动力装置、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、推进剂利用系统、附加系统、地面设备等十个分系统，为兼顾卫星的发射，保留了有效载荷调姿定向系统的接口和安装位置。故障检测处理系统和逃逸系统是为确保航天员的安全而增加的，其作用是在飞船入轨前，监测运载火箭状态，若发生重大故障，使载有航天员的飞船安全地脱离危险区。“长征2”号F运载火箭先后成功发射了“神舟1”号至“神舟7”号飞船，为我国成功实现载人航天飞行做出了历史性贡献，至今发射成功率为100%。

“长征3”号甲运载火箭“长征3”号甲运载火箭

“长征3”号甲运载火箭是目前“长征3”号系列火箭的基础型号。“长征3”号甲火箭是三级火箭，它继承了“长征3”号火箭的成熟技术，采用了新设计的液氢液氧三子级。火箭全长5252米，最大直径335米，起飞质量240吨，主要发射地球同步转移轨道的有效载荷，也可以发射低轨道、极轨道或逃逸轨道的有效载荷，首次将有效载荷送入地球同步转移轨道。其地球同步转移轨道的运载能力为26吨。自1994年2月8日首次发射成功以来，至今发射成功率为100%。2007年6月被中国航天科技集团公司授予“金牌火箭”称号。

“长征3”号乙运载火箭

“长征3”号乙火箭是在“长征3”号甲和“长征2”号E火箭的基础上研制的三级大型液体捆绑式运载火箭，其芯级与“长征3”号甲火箭基本相同，一子级壳体捆绑4个标准液体助推器。火箭全长5484米，起飞质量426吨，主要发射地球同步转移轨道的重型卫星，亦可进行轻型卫星的一箭多星发射或发射其他轨道的卫星。其地球同步转移轨道的运载能力为51吨。

“长征4”号乙运载火箭

“长征4”号乙运载火箭“长征4”号乙火箭是在“长征4”号甲火箭基础上发展的一种运载能力更大的运载火箭，主要用于发射太阳同步轨道卫星。火箭全长4558米，最大直径335米，起飞质量249吨，起飞推力约300吨，900千米高度极轨的运载能力为145吨。1999年5月首次发射，至今发射成功率为100%。

“长征4”号丙运载火箭

“长征4”号丙火箭是在“长征4”号乙火箭的基础上，三级发动机采用二次启动技术，大幅提高了有效载荷的运载能力。“长征4”号丙（CZ—4C）运载火箭是由中国航天科技集团公司第八研究院抓总研制的常温液体推进剂三级运载火箭，是在原“长征4”号乙（CZ—4B）运载火箭的基础上经大量技术状态改进设计而成，以全面提高火箭的任务适应性和测试发射可靠性为目标进行研制。CZ—4C火箭可以满足多种卫星在发射轨道、重量和包络空间等方面更高的要求，同时采取新的测发控模式，可以显著提高火箭测试和发射的可靠性，缩短发射场工作周期。首发改进型运载火箭于2006年4月27日在太原卫星发射中心成功发射，将我国首颗遥感卫星准确送入预定轨道，并实现了首发火箭发射场测试零故障，至今发射成功率为100%。

欧盟的火箭

“阿丽亚娜”火箭“阿丽亚娜”火箭（Ariane，也译为阿里安），是1973年7月由法国提议并联合西欧11个国家成立的欧洲空间局着手实施、研制的火箭计划。至今已研制成功5种型号。分别是“阿丽亚娜-1”、“阿丽亚娜-2”、“阿丽亚娜-3”、“阿丽亚娜-4”和“阿丽亚娜-5”。

“阿丽亚娜”系列火箭的成功，是欧洲联合自强的一个象征，它在国际航天市场的角逐中占有重要地位，世界商业卫星的发射业务大约有50%由“阿丽亚娜”火箭承担。

“阿丽亚娜-1”火箭是欧洲空间局在“欧洲”号火箭和法国“钻石”号火箭基础上研制的三级液体火箭，自首次发射至1986年2月22日止，共飞行11次。“阿丽亚娜-1”火箭从法属圭亚那库鲁发射场发射，能将185吨的有效载荷送入地球同步转移轨道，或将25吨有效载荷送入轨道高度为790千米、倾角987度的太阳同步圆轨道。火箭长477米，直径38米，发射重量200吨。

“阿丽亚娜-4”是在“阿丽亚娜-3”的基础上研制成功的。主要目的在于提高运载能力；保持双星和多星发射能力；具有适应多种发射任务的形式；降低了发射成本。“阿丽亚娜-4”有六种型号，分别为AR40型，同步转移轨道运载能力为19吨；AR42P型，带有两个固体捆绑式助推火箭，有效载荷增加到26吨；AR44P型，带有四个固体捆绑式助推火箭，有效载荷为3吨；AR42L型，采用两个液体火箭助推火箭，有效载荷为32吨；AR44L型，采用四个液体助推火箭，同步转移轨道运载能力达42吨；AR44LP型，采用两个液体助推火箭和两个固体捆绑式助推火箭，同步转移轨道运载能力为37吨。火箭长57～598米，直径约9米。

“阿丽亚娜-5”是根据商业发射市场和近地轨道开发利用的需要研制的，主要用于向地球同步轨道和太阳同步轨道发射各种卫星，向近地轨道发射哥伦布无人驾驶的自由飞行平台和“使神”号空间飞机。火箭长5276～54米，最大直径122米。

库鲁发射场法国巴黎时间2011年4月22日23时37分（北京时间23日5时37分），欧洲“阿丽亚娜-5”型火箭携带两颗通信卫星，从法属圭亚那库鲁航天发射中心发射升空。根据欧洲阿丽亚娜空间公司的电视直播，这枚火箭搭载的是阿联酋AlYah卫星通信公司的YahsatY1A型通信卫星和国际通信卫星组织的新拂晓卫星。在升空约半小时后，两颗卫星将先后脱离火箭进入临时轨道。按计划，它们将最终进入地球同步轨道。