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NRHO深空站时代全球商业重型火箭的年发射需求量将会激增
在通过NRHO深空站实施载人登月的时代,如果中国政府有兴趣,基于目前的天宫1号、2号空间实验室平台,搞个89吨级别的NRHO轨道版本的“月宫实验室”。
再缩小下“天舟货运飞船”的货舱尺寸,也研制一款89吨级别的NRHO轨道版本的“月球版天舟货运飞船”。
之后,再将目前所使用的地球LEO轨道版神舟载人飞船升级改进下,研制出一款10吨级别的月球版神舟载人飞船。
如此,在未来10年时间内中国政府就集齐了建设“迷你版本中国NRHO深空站”的所有关键“装备”。
与今天的欧洲、俄罗斯与日本都完全不同,中国目前版本的长征五号火箭的初始LTO运力就高达82吨的确是一个非常巨大的优势。这一运力现在就完全足以将目前版本的俄罗斯进步号货运飞船直接发射入NRHO轨道。
再参考长征三号乙火箭的持续升级改进技术路径(即GTO运力从初始的51吨逐渐升级到现在的553吨水平),目前版本的长征五号火箭那怕未来不升级为捆绑6335米助推器的构型方案,仅仅通过箭体结构减重等等一般途径进行“运力挖潜升级”,也至少还能够将其LTO的运力再提升10%左右(即将目前版本的长征五号火箭的LTO运力提升到91吨的水平)。
如果能够对目前版本的YF75D低温上面级火箭再进行一次“中期升级改进(2025年后开始进行,即必须要等到目前版本的长征五号火箭的可靠性开始稳定下来后才进行立项研制)”。如上面级箭体结构减少一部分重量,YF75D发动机的持续工作时间再增加100秒,总工作时间提升到860秒左右。目前版本的YF75D低温上面级发动机的持续工作时间明显要比阿里安5火箭的HM7B、德尔塔4火箭的RL10B2发动机都要少得多,还具有很大的提升潜力空间(而且上面级发动机持续工作时间的提升也远远比主芯级发动机要容易,因为设计余度本身就留得非常之大)。
YF75D低温上面级经过如此的深度升级改进后,目前版本的长征五号火箭的LTO运力最终提升到10吨的水平完全是可行的。
这样,在2028年左右(即10年时间后),中国的长征五号火箭就完全具备了向NRHO轨道发射神舟载人飞船的运载能力。
坦率而言,单纯从火箭运力的角度进行分析,未来10年时间里中国要建设“独立自主的迷你型NRHO载人深空站”并不存在无法克服的技术阻碍。通过建设“迷你型NRHO深空站”,先将中国载人登月的“基本流程框架”搭建起来,并先让中国的宇航员能够在月球NRHO轨道上找到一块“落脚点”再说。之后再看国际月球载人活动的下一步发展走势(即美国、欧洲与日本是否真正会组团实施月面登陆工程),再来决定中国是否有必要迅速实施自己的月面着陆工程。
而且这样做关键还在于“花钱不多”,反正长征五号火箭与神舟载人飞船都是现成的产物,稍微升级下也不存在无法克服的技术难题与投资成本黑洞,是典型的“短、平、快”项目,实施起来“方方面面”都能够接受,出成绩也是“立杆见形”。最起码也不被美国拉下走向月球深空的距离,并保持住中国自身在全球载人空间活动中的“权重地位”至少不出现断崖下降的局面。
如果发射中国神舟载人飞船的[size=10.5]NRHO轨道版本的[size=10.5]LTO运力门槛最底只有[size=10.5]10吨左右,那么未来中国要建设迷你型[size=10.5]NRHO深空站还真是一件相当容易的事情。起码从运载火箭、载人飞船、货运飞船到天宫空间实验室等[size=10.5]四大核心装备[size=10.5],都差不多已经是货架上现成的产品了。
后记(十二)
俄罗斯目前使用中的地球版进步号货运飞船的重量只有7吨多一点,改进为NRHO轨道版后重量最多上升到9吨的水平,使用中国目前版本的长征五号级别的重型火箭来发射就再合适不过了。
同样,目前美国使用中的德尔塔4H火箭的LTO运力就已经达到10吨以上,也正好可以将俄罗斯联盟载人飞船(搭载两人的版本)的月球版一箭送入NRHO轨道。
问题是美国波音公司自己研制的商业飞船“星际线”的重量却高达14吨,那怕所搭载的成员人数缩小为3人,未来改进为NRHO版本之后,重量也必须要达13吨区间。因此未来只要ULA公司不研制火神H重型火箭,波音公司的“星际线”商业飞船也无法独立前往NRHO国际深空站。
当然,诺格系统公司的“天座”货运飞船要前往NRHO深空站,目前版本的德尔塔4H火箭与未来的火神564火箭都可以发射。
至于太空探索公司的龙式货运飞船,要前往NRHO深空站,现在的猎鹰9H火箭已经完全能够执行发射任务了。
因此,在NRHO深空站时代,美、中、俄三大集团目前的主力飞船,稍微升级下,也都通通能够派上大用场。
当然,细分开来,现在的美国(特指波音、诺格、太空探索公司的“商业飞船与商业火箭”)与中国要改造出有能力独立前往NRHO深空站的重型火箭与载人飞船都非常容易。起码德尔塔4H、长征五号与猎鹰9H火箭都是“现货”,稍微升级改进下就能够接着使用。载人飞船与货运飞船也是如此,“洗洗下、补一补”,要用于执行NRHO轨道的飞行任务也完全无压力。
但欧洲、俄罗斯与日本目前的火箭却与LTO运力9吨(起码能够将进步号货运飞船直接就发射入NRHO深空站轨道)的NRHO“入场门槛”还相差很大的一段距离。现在就不知道这三家未来用什么方法去弥补了。
毕竟NRHO深空站也至少要持续使用上二十年的时间,而且目前规划中的国际深空站在老化停用之后,也注定还要再建设新的深空站的。
因此,在未来全球商业火箭的发射市场中,LTO运力9吨、10吨(乃至11吨、12吨)的这个区间,其服务需求都是高度旺盛的。由其是一旦各国政府决心大规模实施月面登陆工程的话就更是如此。
核心根源就是要发射NRHO版本的联盟载人飞船、神舟载人飞船、龙式载人飞船、“星际线”载人飞船与NRHO版本的进步货运飞船、龙式货运飞船、HTVX货运飞船、天座货运飞船、天舟货运飞船等等之类深空飞行器。都必须大量使用到LTO运力9吨至15吨区间的重型火箭。
现在这一市场发展趋势必须引起全球各大宇航火箭公司的高度关注了。毕竟与目前全球每年只有十几、二十几枚商业通讯卫星的发射量相比较,在NRHO深空站时代,按中国与美国起码就要建设2个各自独立的深空站的规模来进行分析。未来一年新增的重型火箭(LTO运力9吨以上)的发射量起码就要达到8枚以上(即每个深空站每年至少要发射4艘载人飞船与货运飞船来维持运营)。
如果未来中美两个深空站,再要维持每年至少执行一次月面登陆工程,全球一年还要至少再新增8枚重型火箭的发射量。
也就是说,在NRHO深空站进入“常规运营”的未来岁月,全球德尔塔4H与长征五号级别的重型火箭的年均发射量将至少再提升16枚的幅度。
这显然已经是一个远远比目前全球商业通讯卫星的发射市场还要庞大得多的“全新市场区间”了。非常值得人们进行深入的分析研究。
[size=10.5] 陈天(高凉陈君)[size=10.5]
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2018-10-4

本文内容为我个人原创作品,申请原创加分

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