冷战期间，美苏争霸从地球延伸到太空，特别是载人登月领域竞争激烈，两国都曾研制重型火箭，企图在月球决一高下，结果前苏联没有战胜美国，黯然退场。但是，随着载人登月热潮褪去，重型火箭使用和研发也归于沉寂。近年来，随着美国重返月球、载人登陆小行星、载人登火诸多计划的提出，特别是新世纪以来中国的重磅加入，全球再度掀起研制重型火箭的热潮，让我们来捋一捋。

重型火箭是指火箭起飞推力大于3000吨、近地轨道运载力大于100吨的运载火箭。重型火箭可用于发射载人登月飞船、载人登陆小行星飞船、载人登陆火星飞船和建造空间太阳能电站等，作用发挥空间巨大。

图：航天飞机算是重型火箭的一种

上世纪，最出名的重型火箭是美国的“土星5号”，“土星5号”在1969-1972年间，先后把7艘“阿波罗”载人登月飞船送入地月转移轨道，最终帮助美国12名航天员登月成功，当年，宇航员阿姆斯特朗的“月球的一小步是人类的一大步”的经典名言，让“土星五号”名垂青史。随着美国登月任务的完成，“土星五号”也功成身退，一场离奇的大火让这个传奇的火箭设计图纸毁于一旦，这甚至成为一个谜团，引发大家对于美国登月是个骗局的猜测。

图：土星五号

前苏联在重型火箭研发中扮演悲催角色，因为无敌的谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫突然离世，正在研制的N-1重型火箭失去灵魂人物，多次发射失利，苏联人被迫放弃了载人登月计划。后来他们参照美国航天飞机，利用N-1的发动机研发了“能源号”重型火箭，并用它发射了“暴风雪”航天飞机。

图：N-1重型火箭是星舰的祖师爷

从上世纪90年代以来，美国提出了诸多新的探索计划，比如重返月球、载人登陆小行星、载人登陆火星等，美国除了在无人探索领域取得出色的成绩外，在载人航天领域仅限于给国际空间站定期送人，没想到随着航天飞机的老化多次出现事故，航天飞机被迫退役，美国人居然失去了载人航天的能力，不得不低声下气的“央求”俄罗斯联盟系列飞船带人上太空。

（一）多套方案加持的美国

重型火箭之所以再次受到航天大国的关注，是随着中国人加入这场载人航天的角逐后，美国人感受到了危机和压力，载人航天的新风向标不再是近地的“小打小闹”，大国们纷纷将目标瞄准了月球、小行星和火星等地深空探索的“新战场”。载人登陆月球抢夺资源、载人登陆火星等任务成为美国人的头等大事，而且美国人为此搞起了多项目竞赛，提出数套方案。他们分别是：

图：小行星探索渐热

1.战神五号火箭

2004年，NASA提出了2020年重返月球的“星座计划”，并配套研制“战神5号”重型火箭。当时，美国在全球范围内除了经济、军事毫无对手，连太空也没有与之匹敌的目标对象，一时风头无二，NASA一直在登月和登火两个目标间横跳，但是，美国的国会老爷们没有银子支持NASA奢侈的搞两个项目，于是奥巴马时期“星座计划”被取消，“战神5号”胎死腹中。

图：战神-5

2.SLS“太空发射系统”

2014年，波音公司联合NASA提出了SLS计划，这是登陆月球的“阿尔忒弥斯”计划的产物。

图：SLS

SLS采用两级半构型，它高约117米、重约3000吨，近地轨道运载能力最大达130吨。SLS采用了大量航天飞机技术（两个固体助推器就是来自航天飞机），也大量借鉴已下马的“战神5号”重型运载火箭，并采取“两步走”发展模式：初始构型的SLS近地轨道运载能力为70吨；改进后构型的SLS近地轨道运载能力为130吨。也就是第二阶段的SLS才算是真正的重型火箭。

SLS原计划在2017年实现首飞，但是研制期间遭遇了很多技术问题和意外，SLS火箭成本上涨和因为芯级研制问题进度严重滞后，叠加新冠疫情，火箭首发数次推迟，甚至成为广大太空迷心中的“四大鸽王”，直到2022年11月16日才勉强发射成功。

期间，美国政府对波音公司的拖沓十分不满，一度称如果再拖延，有可能采用民营公司的重型火箭进行“猎户座”飞船的首次绕月发射。好在2022年发射成功了，SLS还计划搞一次载人绕月，最后登陆月球。

3.spaceX重型猎鹰

“重型猎鹰”其实不是一个标准的重型火箭，因为它的近地载重只有63.8吨，它采用了CBC构型，而且它的设计基本上可以视为捆绑了3枚中型的“猎鹰”9，起飞质量1420吨，每次重复使用第一级火箭的发射价格为9000万美元。

图：采用CBC构型的重型猎鹰

4.spaceX“星舰”

“星舰”重型运载火箭高120米，直径9米，运载能力超过100吨，一级助推器配备了33台“猛禽”发动机，是可回收火箭，比SpaceX现有的“猎鹰9”和“重型猎鹰”运载火箭更大。

图：星舰模拟图

美国东部时间2023年4月20日，“星舰”从德州升空，但随后有8台发动机并未喷出火焰，升空3分钟后，火箭助推器未按计划与飞船分离，火箭开始翻滚，spaceX不得不遥控将其引爆，最终坠入墨西哥湾。

按照马斯克的话，“星舰”第一次发射基本达到预期，改进后将继续发射，参考马斯克猎鹰火箭模式，似乎“星舰”的成功指日可待。

（二）俄罗斯的寂寞

俄罗斯已多次宣称，要研制新一代重型火箭，用于载人登月，建立月球基地。

2014年，俄罗斯航天局提出了制造一个近地轨道运载能力为80-85吨的重型火箭，这就是“叶尼塞”重型火箭。2019年称，俄罗斯声称“叶尼塞”设计已经定型，它将6个配备RD-171发动机的助推器以及RD-180发动机芯级组成，长约百米，能将近百吨货物送上近地轨道，将20多吨货物送上月球轨道。很明显，“叶尼塞”与重型猎鹰类似，只能算准重型火箭。但是“叶尼塞”已经失败。

图：叶尼塞很威武

当然，俄罗斯还计划研发“顿河”超重型火箭，并计划于2029年首次发射，它将是未来俄罗斯航天员登陆月球、火星的利器，它能将120多吨载荷送上近地轨道，并将32吨的货物送上月球轨道。

图：左边疑似“顿河”

2021年9月，俄罗斯萨马拉“进步”火箭航天中心总经理德米特里巴拉诺夫称，俄罗斯已暂停赴月超重型火箭的技术设计。在这个节骨眼上放弃重型火箭研制，只能说俄罗斯放弃了2030年前、甚至是2040年前载人登月、登火的可能性。

（三）我们也有长征-9号、长征-10号

中国的长征9号重型运载火箭是我们翘首以盼的“大家伙”，但是它到底长什么样，基本信息和参数一直是个神秘话题，广大军迷对此津津乐道。

图：龙乐豪院士的讲座里的长征-9号

从2008年传出公开模型开始，火箭专家龙乐豪院士至少为大家贡献出不下5个版本，而且差别巨大。从火箭外形，带助推器版本到不带助推器的光杆版本；

从上细下粗到上下一般粗；

从火箭使用的液氧煤油发动机到现在使用液氧甲烷发动机；

从定位载人登月到载人登火；

……

2023年2月28日，龙乐豪院士在“南理工校友终身学习云讲坛”上做了《长征火箭与中国航天》的主题演讲。演讲中长征九号火箭终极方案露面，火箭明显参照了“星舰”的思路：登陆火星使用，可重复使用、液氧甲烷发动机取代液氧煤油发动机。

至于更加神秘的长征-10号，是我们现有长征-5号运载火箭采用重型猎鹰思路改进的CBC构型火箭，近地荷载约70吨，使用两发，将飞船在太空组装，最后奔赴月球。长征-10号的研发将大大减轻研发长征-9号的压力，不必为载人登月逼迫全新研制的长征-9号登场。

图：长征-10号

龙院士们可以有更多时间打磨长征-9号！