长征八号首发成功,我国已有多款火箭,为什么还要研发长征八号?

我国航天领域不断传来好消息,嫦娥五号刚回到家不久,长征八号运载火箭又在今日首发成功。长征八号是我国研发的新型运载火箭,在12月22日12点37分时,在文昌航天发射场点火首飞。此次长征八号携带了5颗卫星,并成功地将它们送入到预定轨道,圆满完成任务。

不过,可能会有人疑惑,我国已经有了长征五号,长征六号等多款火箭,那为什么还要研发长征八号呢?

长征八号

在长征八号之前,我国确实还有其他多款火箭,能够满足不同的发射需求。除了老牌火箭长征二号、三号之外,现阶段我国还有长征5号、长征6号、长征7号等火箭。

其中长征五号的优点是运载能力强,近地轨道运力能够达到25吨,能够将6-8吨火箭运输到太空之中。目前我国的嫦娥探月探测器以及其他深空探测器都是使用该火箭系列进行发射。长征七号的优点也是运载能力强,但长征五号和七号都有一个共同的缺点,那就是它们发射成本高,用它们来发射质量较轻的卫星有些大材小用。

长征6号和11号属于小型近地轨道专用火箭,无法将3-4.5吨左右的飞船运输到600-700公里的太阳同步轨道高度。

也就是说,我国火箭虽多,但没有一款既便宜,又能够发射4-5吨级的极地轨道、太阳同步轨道任务的火箭,而长征八号则填补了这一空白。

多说一下,人造卫星只有位于太阳同步轨道上,才能够每天同一当地时间都能够经过同一个地方,这个轨道对于资源勘探、天气预报等非常重要,所以有大量商业公司会发射卫星到该轨道,商业前景广阔。

另外,现如今我国太空任务越来越多,每年发射的火箭数量也越来越多,仅在今年内,就有30多场火箭发射任务。由于火箭发射时,火箭的残骸会降落到地面,且不受控制。因此每当火箭要发射时,都会对当地村民进行疏散,而这不仅给当地老百姓带来了不便,而且也增加了火箭发射的工作难度和成本。

为了解决这个问题,研发人员准备在长征八号上实现火箭可回收。不过此次发射的长征八号并不是可回收状态,而是主要验证设计与制造的可靠性,等到未来长征八号的升级版时,可以实现火箭一级、二级发动机有目的降落,实现软着陆,不会威胁到当地百姓,也不会给当地百姓带来不便。

而且,可回收火箭的另一大优势是:可以大大降低研发成本,以及火箭准备周期。

以国外的SpaceX公司的猎鹰9号为例,猎鹰9号已经实现了火箭的可回收,并且把回收到的火箭零件重复利用,使得每公斤的发射费用仅仅是2700美元。而常规的火箭发射成本非常昂贵,比如:欧洲阿利安五号火箭每公斤的发射费用约1万美元;俄罗斯联盟-FG运载火箭每公斤发射费用约7000美元,我国长征-3乙运载火箭的每公斤发射费用是14000美元。

除此之外,由于猎鹰九号可重复使用,以及可量产,而这可以将原本需要8个月左右的发射准备周期,缩短到3个月左右。便宜再加上发射准备周期短,以至于猎鹰9号在商业市场上非常具有竞争力。

猎鹰九号的出现,使得火箭可回收成为了可能,因此我国也在新一代火箭上研发该功能,实现火箭的可回收、可重复利用。

我们知道,我国在未来还有许多发射任务,为了节约成本,也为了满足国际市场上的商业发射需求,长征八号由此而诞生了。

可回收火箭

火箭回收的方式一共有三种:降落伞式回收、垂直返回、带翼返回等。其中降落伞式返回的难度要求最低,但缺点是对着陆地形有要求。

垂直返回的方式对技术要求较高,这是因为火箭发动机在返回时,还会再次点燃,所以需要预留推进剂,而这又会牺牲火箭一部分运载能力。其次,火箭在返回过程中,对速度、下降姿势,着陆的精确度要求非常高,技术难度较大。不过SpaceX公司已经验证了该方式的可行性,未来我国的长征八号也将会采用这种方式。

带翼返回则要求火箭发动机像火箭一样滑翔降落,在过去美国采用的航天飞机就是这种方式。

当然,此次发射的长征八号并不是可回收款,未来的长征八号R型(CZ-8R)会使用可回收技术,实现芯级和助推器的可重复回收再利用。

科学技术的进步从来都不是一蹴而就的,此次长征八号的首飞只是我们在可回收火箭路上迈出的一小步,未来的不断迭代更新,一定会使我们的可回收火箭技术更加成熟。