2025年8月15日,海南文昌航天发射场,烈日灼空,已矗立月余的长征十号系列运载火箭一子级试验产品静候指令。15时00分,导流槽内白雾蒸腾,水汽翻滚,长征十号系列运载火箭首次系留点火试验取得圆满成功。试验验证了多机并联、新型防热等50余项关键技术,标志着我国载人登月火箭关键技术取得重大突破,为2030年前实现载人登月奠定了坚实基础。
回望人类探月历程,动力验证始终是道“生死门槛”。1967年,美国土星五号火箭在无人试射中发生剧烈震动,迫使工程师重新设计燃料管路,2021年,美国的SLS火箭在“绿色试跑”点火测试中因液压系统超限而提前熄火。作为我国面向载人月球探测任务研制的新一代载人运载火箭,其试验是我国开展的国内最大推力规模的全系统试车试验,推力规模达到近千吨。这好比在试车台上方,瞬间压上了一整座中型钢铁桥梁的重量。而一个现实问题随之而来,国内现有的动力系统试车台,已无法承载如此巨大的推力。正是在此背景下,系留点火试验应运而生,成为破解困局的创新之举。什么是“系留点火”呢?简而言之,就是长十系列火箭的芯一级箭体,如同被无形的巨手牢牢“系留”在发射场的活动发射平台上,进行全时长、全状态的静态点火。
这相当于让火箭发动机在发射台上全力轰鸣,箭体却岿然不动,以此在最大限度内模拟真实发射的严苛力学与热力环境,并测试其对火箭的动力系统、结构强度及整体协调性,特别是多台发动机并联工作的可靠性与设计正确性,进行一次最接近实战的“极限体检”。事实上,长十火箭的研制并非一蹴而就,而是通过一系列循序渐进的试验来逐步验证。2024年6月,长征十号系列火箭成功完成了一子级3台发动机同时点火试车。这是长十火箭一子级动力试验的第一步,相当于一次“小考”,完成了动力系统试验“四步走”中的第一步。2025年8月15日进行的系留点火试验是第二步,相当于一次“中考”。按照后续研制计划,还将开展第三步和第四步的试验工作,即结合回收的技术验证做一次低空飞行试验,以及实施一次真正入轨的技术验证飞行。这种循序渐进的试验策略,确保了火箭各项技术的可靠性和成熟度,为最终的载人登月任务奠定了坚实基础。
长征十号系列火箭并非单一型号,而是一个包含多种构型的火箭家族。长征十号在设计之初就有两个版本,一个是登月版的长征十号,一个是近地版的长征十号甲,两型运载火箭都能够实现载人和运货。长征十号火箭为带助推器的三级火箭,直径5米,最大高度92.5米,捆绑两个助推器。它将在载人登月任务中承担梦舟载人飞船和揽月着陆器发射任务。这款火箭的起飞重量约2187吨,起飞推力约2678吨,地月转移轨道运载能力不小于27吨,足以将载人飞船和月面着陆器送往月球。而长征十号甲为两级火箭,直径5米,最大高度67米。这款火箭的一子级可回收并重复使用,将在空间站应用与发展工程中承担梦舟载人飞船和天舟货运飞船发射任务。长征十号甲载人状态下全箭起飞重量约750吨,起飞推力约892吨。在一子级回收状态下,其近地轨道运载能力不小于14.2吨,可满足新一代近地载人飞船、天舟货运飞船等载人航天发射任务需求。
这种模块化、通用化的设计理念,让长征十号系列火箭能够像“拼积木”一样进行组装,研制更高效、组合更灵活、性价比更高。登月版主要是用于运送登月的着陆器以及载人飞船到奔月轨道,所以它本身有两种构型,一个是打着陆器所用,一个是打载人飞船所用。近地版目前集中研制的也是两款,主要是用于空间站工程的运营发展,也就是送人和送货。作为我国新一代载人运载火箭,长征十号系列在多个方面实现了技术突破和创新,其中最引人注目的当属可重复使用技术。为了优化空间站运营阶段的运营成本,用于空间站任务的长征十号近地版火箭的一级火箭按照可重复使用进行了设计,它的主发动机已经完成了十余次的可重复使用试验,研制进展顺利。而另一项重要创新则是“智慧大脑”技术,为了保障航天员的安全,长征十号系列火箭拥有了“智慧大脑”,让火箭更加“聪明”。直白的讲,就是火箭在飞行过程中能够自主检测和排除故障,可以进一步提高任务的成功率。
此外,长征十号系列火箭还成功完成了整流罩分离试验,试验的整流罩高度和直径均为5米,是全新研制的整流罩构型。火箭首次采用超静定连接方式,与传统的整流罩相比增加了一个分离面,解锁环节更多,分离方案复杂,可靠性要求高。试验中,整流罩在预定时间、预定条件下顺利分离,各项参数均符合设计要求,验证了设计的合理性和接口协调性。当然,长征十号系列火箭的研制之路并非一帆风顺,研制团队面临着多重挑战,其挑战可概括为“四新”,也就是“新火箭、新队伍、新环境、新模式。”长十系列火箭本身即是跨代技术的集成,新技术的应用已是巨大挑战。其中最严峻的考验来自海南文昌的露天环境,火箭需在高温、高湿、高盐雾的条件下矗立两三个月,直面烈日灼烤、暴雨冲刷乃至台风侵袭,所以研制团队创新性地为箭体戴上直径6米的白色PVC防热“浴帽”,围上特制防雨“小裙”,以降低舱内温度。
长征十号系列运载火箭的研制成功,将为我国载人航天事业开启新的篇章。根据计划,我国将在2030年前实现中国人首次登陆月球。目前,任务各项研制工作进展顺利,已组织完成了长征十号运载火箭电气系统综合匹配试验、梦舟载人飞船首次高空空投试验、梦舟载人飞船零高度逃逸飞行试验、揽月着陆器着陆起飞综合验证试验等。长征十号系列运载火箭后续将全面应用于载人航天工程任务中,与梦舟载人飞船一起,实现我国载人天地往返运输系统的更新换代发展。按照计划,用于空间站任务的长征十号甲火箭计划于2026年实施首飞,登月版的长征十号火箭预计2027年将具备首飞条件。而这一系列进展,亦标志着我国载人航天工程正稳步迈向深空,同时也将按照时间节点,来实现中华民族的千年登月梦想。



