重型運載火箭

重型运载火箭[1]（英語：）是指一種具備50,000公斤（110,000磅）或以上近地轨道酬載能力的運載火箭。重型運載火箭屬於目前運載火箭中最大和最重，技術水準要求最高的運載火箭。目前成功製造过重型運載火箭的國家只有美國和蘇聯兩個超級大國。[2][3]

土星5号运载火箭、獵鷹重型運載火箭
太空發射系統、SpaceX星艦

型号

服役中
  • 美國 太空探索科技公司（SpaceX）—獵鷹重型運載火箭：2018年服役至今，有效酬載約為63,800公斤（140,700磅）。[4]
  • 美國 國家航空航天局（NASA）—太空發射系統（SLS）：以太空運輸系統（STS）技術為基礎，為執行阿爾忒彌斯計劃而開發的重型運載火箭，其中Block1有效載荷約為95,000公斤（209,000磅），2022年服役至今，Block1B有效酬載約為105,000公斤（231,000磅），Block2有效酬載約為130,000公斤（290,000磅），計劃於2024年首飛。[5]

已退役
  • 美國 國家航空航天局（NASA）—土星5号运载火箭：1967-1973年，為執行阿波罗计划而開發的重型運載火箭，有效酬載為140,000公斤（310,000磅）。[6]
  • 美國 國家航空航天局（NASA）—太空運輸系統（STS）：1983-2011年，可將70,000多公斤的太空梭加三具主發動機和约30,000公斤的貨物送往太空。
  • 苏联 第一實驗設計局（OKB-1）—N1运载火箭：前蘇聯打算用於載人登月的火箭，有效酬載為95,000公斤（209,000磅），不過前後四次的測試均以失敗告終，並於1976年取消項目。[7]
  • 苏联 能源科研生產聯合體（NPO “Energia”）—能源運載火箭：1987-1988年，前蘇聯製造的重型運載火箭，有效酬載為100,000公斤（220,000磅），可將暴風雪號太空梭和约30,000公斤的貨物送往太空。[8]

開發中
  • 美國 太空探索科技公司（SpaceX）—星舰（Starship）：有效酬載可高達150,000公斤（330,000磅）。计划2024年进行载人绕月任务。
  • 中华人民共和国 國家航天局（CASA）—长征十号运载火箭：中國目前在研发中的重型運載火箭，設計用於中國載人登月任務，有效酬载約為70,000公斤（155,000磅），計劃於2027年前後首飛。
  • 中华人民共和国 國家航天局（CASA）—长征九号运载火箭：中國目前在研发中的重型運載火箭，設計用於深空探測、月球基地的貨運及載人登月等任務，有效酬载約為160,000公斤（350,000磅），計劃於2030年前後首飛。[9][10]

比較
火箭名 國家 運作機構 近地軌道酬載量 首飞 狀態 复用能力 發射成本
農神五號  美國 美国国家航空航天局 140 t（310,000磅）A 1967 退役 否 12.3億美元 (2019)
N1  蘇聯 第一實驗設計局 95 t（209,000磅） 1969年(失敗) 已取消 否 30億盧布 (1971)
太空梭  美國 美国国家航空航天局 122.5 t（270,142磅）B 1981 退役 部分 5.76億美元 - 16.4億美元 (2012)
能源号  蘇聯 能源科研生產聯合體 100 t（220,000磅）C 1987 退役 否 7.64億美元 (1985)
獵鷹重型  美國 太空探索科技公司 63.8 t（141,000磅）[11] 尚未使用D 未證實D 否 1.5億美元 (2018)
57 t（126,000磅）[12] 2022[13]D 服役中D 部分E 1.3億美元 (2018)
星艦  美國 太空探索科技公司 150 t（330,000磅）[14]F 2023 (計畫)[15][16][17] 測試中 全部 200萬美元 (2019)
太空發射系統  美國 美国国家航空航天局 95 t（209,000磅）[18] 2022[19] 服役中 否 5億美元 - 20億美元 (2019)
105 t（231,000磅）[20] 待定 计划 否 未知
130 t（290,000磅）[21] 待定 计划 否 未知
長征九號  中国 中国运载火箭技术研究院 150 t（330,000磅） [22] 2033 (計畫)[23][24] 计划 部分[25] 未知
长征十号  中国 中国载人航天工程办公室 70 t（150,000磅）[26] 2027年左右(计划) 计划 否 未知

^A 包括阿波羅指揮和服務模組、阿波羅登月模組、航天器/登月艙適配器、土星V儀器單元、S-IVB 級和用於地月轉移推進劑的質量；近地軌道酬載量約為122.4 t（270,000磅）[27]
^B 包括STS-93期間的軌道飛行器和酬載質量；可部署的酬載為27.5 t（61,000磅）
^C 執行最終軌道進入所需的上級火箭或酬載
^D 獵鷹重型運載火箭僅以完全可回收配置飛行，其理論有效酬載限制約為45公噸；計畫在 2020年底進行部分消耗性配置的首次計畫飛行。
^E 側助推器核心可回收，中央核心可擴充。側助推器的首次重複使用是在2019年展示，當時 Arabsat-6A發射中使用的側助推器被重新用於STP-2發射。
^F 不包括太空船的淨質量
^G 由於所有飛行的有效酬載質量都包括軌道飛行器的質量，因此儘管沒有可部署的有效酬載，但首次飛行的有效酬載大於50噸。

參見

參考資料
  1. . www.news.cn. [2022-06-06].
  2. McConnaughey, Paul K.; et al. (PDF). NASA. Section 1.3. November 2010 [2016-06-22]. （原始内容存档 (PDF)于2016-03-24）. Small: 0–2 t payloads; Medium: 2–20 t payloads; Heavy: 20–50 t payloads; Super Heavy: > 50 t payloads
  3. (PDF). Review of U.S. Human Spaceflight Plans Committee. NASA: 64-66. October 2009 [2016-06-22]. （原始内容存档 (PDF)于2019-02-16）. ...the U.S. human spaceflight program will require a heavy-lift launcher ... in the range of 25 to 40 mt ... this strongly favors a minimum heavy-lift capacity of roughly 50 mt....
  4. . SpaceX.com. [2016-06-22]. （原始内容存档于2017-04-06）.
  5. Wall, Mike. . Space.com. 2015-07-29 [2016-06-22]. （原始内容存档于2016-06-23）.
  6. (PDF), The Congress of the United States. Congressional Budget Office: X,1, 4, 9, October 2006 [2016-06-22], （原始内容存档于2021-10-01）
  7. . Russianspaceweb.com. [2016-06-22]. （原始内容存档于2015-01-10）.
  8. Gregersen, Erik. 1st. New York: Britannica Educational. 2010: 46. ISBN 978-1-61530-018-1.
  9. . [2016-06-22]. （原始内容存档于2016-06-26）.
  10. . [2016-06-22]. （原始内容存档于2016-06-28）.
  11. . SpaceX. 2012-11-16 [2017-04-05]. （原始内容存档于2018-02-07）.
  12. Musk, Elon [@elonmusk]. (推文). 2018-02-12 –Twitter.
  13. Clark, Stephen. . Spaceflight Now. [2020-04-28]. （原始内容存档于2020-09-13）.
  14. Elon Musk [@elonmusk]. (推文). 2019-05-23 –Twitter.
  15. . 2018-03-19 [2018-10-14]. （原始内容存档于2018-10-15）.
  16. . [2020-08-08]. （原始内容存档于2019-03-20）.
  17. . [2020-08-08]. （原始内容存档于2020-08-06）.
  18. Harbaugh, Jennifer (编). . NASA. 2018-07-09 [2018-09-04]. （原始内容存档于2019-12-11）.
  19. Gebhardt, Chris. . nasaspaceflight.com. 2020-02-21 [2020-02-22]. （原始内容存档于2020-08-06）.
  20. (PDF). NASA Facts. NASA. 2017-10-11 [2018-09-04]. FS-2017-09-92-MSFC. （原始内容存档 (PDF)于2018-12-24）.
  21. Creech, Stephen. (PDF). NASA: 2. April 2014 [2018-09-04]. （原始内容存档 (PDF)于2016-03-07）.
  22. 盧伯華. . 中国新闻网. 2022-12-01 [2023-01-07]. （原始内容存档于2023-05-03） （中文（繁體））.
  23. Wong, Brian. . Next Big Future. 2018-09-20 [2018-10-01]. （原始内容存档于2020-08-07）.
  24. PhilLeafSpace. . Weibo. 2023-04-24 [2023-04-24]. （原始内容存档于2023-04-24） （中文（简体））.
  25. Jones, Andrew. . SpaceNews. 9 November 2022 [25 November 2022]. （原始内容存档于2023-09-07）.
  26. 梦寻yousa_喵. . www.bilibili.com. [2021-02-26].
  27. . [2020-08-08]. （原始内容存档于2020-08-07）.
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