中国现役最强火箭长征五号即将发射，承载未来30年空间计划
长征五号遥三火箭将于今晚（2019年12月27日）发射，它是中国现役运力最强火箭，直接关系着中国空间站、中国探月计划、中国火星计划的后续进展。
作者 | 林文杰 航天科普作家
2019年10月底，中国现役运载能力最强的火箭——长征五号遥三火箭（下称“遥三 ”）运抵位于海南省的文昌发射场。在之后的两个月左右时间里，工作人员陆续完成了总装、测试等各项准备工作。12月21日，火箭安全转运到发射区。据最新消息，发射时间就定于今晚8时45分。
随着发射时间临近，外界对这款中国现役最强火箭的关注度也逐渐升高。在遥三火箭之前，遥二火箭因发动机异常发射失利，时间是在2017年7月。时隔两年后遥三火箭再次发射，自然备受瞩目。
运载火箭是衡量国家科技的硬指标，负责将人造卫星、飞船等航天器推向太空，直接关系着整个航天领域（乃至人类科技）的发展。能够自研运载火箭的国家屈指可数，美俄是第一梯队，中欧日属于第二梯队，印度稍次。
研发一款火箭的平均时间在数年不等，甚至更长，涉及材料、发动机、电子工业、空气动力等数十个专业，数万名工程人员参与，对经济、科技、国防都有重要意义。
其他国家想要发射卫星，就要花钱购买火箭和相关服务，运载火箭实力强的国家，在国际商业发射市场也有很强的话语权。
转运中的长征五号（遥一、遥二、遥三，按接到任务的时间排序，均为一次性使用） | 中国航天
25吨近地轨道运载能力，跻身国际先进水平
一款火箭的硬指标主要体现在运载能力上。通俗地说就是能把多重的货物送上天、送到多高的轨道上。通常用一个指标来横向对比，即对于平均高度数百公里的近地轨道（对齐高度），谁把更重的货物送上去，谁的火箭就是最强的。
美国在1960年代研发的土星五号是人类成功发射的最强火箭，能够将120吨的货物送到近地轨道，这个重量相当于2~3辆坦克；如果要送到更高的轨道，那么货物的重量就要相应地降低了。
土星五号已经退役，世界上现役运载能力最强的火箭是美国的重型猎鹰运载火箭，近地轨道运载能力为63.8吨。在重型猎鹰火箭没有出现之前，是美国的德尔塔-4火箭，近地轨道运载能力为28吨。
人类史上最强火箭土星五号（左，NASA）和现役运力最强火箭重型猎鹰（右，SpaceX）
在过去20~30年间，美俄欧火箭的运载能力集中在20到30吨这个区间，比如俄罗斯的质子火箭、欧洲的阿丽亚娜火箭、日本的H-IIB火箭都在20吨级范围内。如果我们的火箭在运载能力上也能跻身这个区间，那么就达到了国际先进水平。
但这并不是说人类科技的天花板就是20多吨的运载能力，而是从经济、成本控制角度看，这个区间的火箭可应付大部分的发射需求，性价比最高。比如，中国在建的空间站，一个舱室就是20吨，用过去的长征二号、三号都无法发射。
长征五号的近地轨道运载能力为25吨，与美俄的主力火箭处于一个级别。过去数十年，中国的长征二号、长征三号的近地轨道运载能力都在10吨左右，长征五号直接拔高到25吨，运载能力翻倍，这是一个非常大的突破。（注：长征一号、四号运力较小）
从硬件上看，长征五号芯一级直径为5米，安装2台推力为50吨的YF-77氢氧发动机；周围捆绑4个助推器，每个助推器内安装2台推力为120吨的YF-100液氧煤油发动机。
超粗芯级、4个助推器的存在使得长征五号显得比较胖，这也是“胖五”绰号的由来。可以认为，有了YF-77、YF-100发动机，我国的运载火箭才有了新的飞跃，这同样也折射出，发动机领域的先进程度可对运载火箭的研发产生直接影响。
长征五号运载火箭全身像 | wiki
中国空间站、探月工程、火星计划后续全看它
遥三是长征五号恢复发射之后第一次升空，对相关科研人员来说，要从遥二火箭的故障阴影中走出来，压力肯定是有的。
长征五号的使命不凡，承载着中国未来30年的空间计划，包括空间站建设、探月工程、探火计划等。
根据中国航天的发展规划，预计在2020年代建成一个60吨级的空间站，主体结构为三舱布局，每个舱室质量在20吨左右，因此必须由长征五号火箭来发射。
美俄在建造空间站时用到了质子火箭、航天飞机等运载工具，俄罗斯的质子火箭的近地轨道运载能力为20吨，因此空间站的核心舱都在19至20吨。比如曙光号功能舱为19.3吨、星辰号服务舱为19.1吨，可以认为火箭的运载能力直接决定了空间站的大小和规模。
即将退休的国际空间站，20年辉煌离不开质子火箭和航天飞机 | NASA
中国空间站（效果图） | 新华网
在探月、探火方面，乃至对太阳系中外侧轨道的天体进行探索，也需要运载能力更强的火箭。火箭的运载能力越强，就能将探测器送入越远的轨道，从而大大缩短任务时间。
比如印度在2013年发射曼加里安号火星探测器时就遇到火箭运载力不够的问题，1.3吨的火星探测器需要先绕地球飞行将近一个月，获得足够的加速后才飞往火星，全程约300天。如果火箭的运载能力足够强大，就能够让探测器获得足够快的速度，直接飞往火星，这样就大大节约了任务时间。
长征五号并非中国航天的目标火箭，25吨的近地轨道运载能力虽然能够对付大部分的空间任务，但要想在深空任务中有所突破，就要更大运载能力的火箭。比如近地轨道运载能力达到140吨的长征九号，预计在2028年至2030年首飞，与土星五号相媲美。
如果长征九号出现，那么中国载人登月也指日可待了。在我们通往星辰大海的路上，长征五号遥三发射，只是一个开始。
（责编 高佩雯）