重型運載火箭

重型運載火箭^[1]（英語：Super heavy-lift launch vehicle）是指一種具備50,000公斤（110,000磅）或以上近地軌道酬載能力的運載火箭。重型運載火箭屬於目前運載火箭中最大和最重，技術水準要求最高的運載火箭。目前成功製造過重型運載火箭的國家只有美國和蘇聯兩個超級大國。^[2][3]

農神5號運載火箭、獵鷹重型運載火箭
太空發射系統、SpaceX星艦

型號

服役中

• 太空探索科技公司（SpaceX）—獵鷹重型運載火箭：2018年服役至今，酬載約為63,800公斤（140,700磅）。^[4]
• 太空探索科技公司（SpaceX）—星艦（Starship）：2024年服役至今，酬載可高達150,000公斤（330,000磅）。
• 國家太空總署（NASA）—太空發射系統（SLS）：以太空運輸系統（STS）技術為基礎，為執行阿爾忒彌斯計畫而開發的重型運載火箭，其中Block1有效酬載約為95,000公斤（209,000磅），2022年服役至今，Block1B酬載約為105,000公斤（231,000磅），Block2酬載約為130,000公斤（290,000磅），計畫於2024年首飛。^[5]

已退役

• 國家太空總署（NASA）—農神5號運載火箭：1967-1973年，為執行阿波羅計畫而開發的重型運載火箭，酬載為140,000公斤（310,000磅）。^[6]
• 國家太空總署（NASA）—太空運輸系統（STS）：1983-2011年，可將70,000多公斤的太空梭加三具主發動機和約30,000公斤的貨物送往太空。
• 第一實驗設計局（OKB-1）—N1運載火箭：前蘇聯打算用於載人登月的火箭，酬載為95,000公斤（209,000磅），不過前後四次的測試均以失敗告終，並於1976年取消項目。^[7]
• 能源科研生產聯合體（NPO 「Energia」）—能源運載火箭：1987-1988年，前蘇聯製造的重型運載火箭，酬載為100,000公斤（220,000磅），可將暴風雪號太空梭和約30,000公斤的貨物送往太空。^[8]

開發中

• 國家航天局（CASA）—長征十號運載火箭：中國目前在研發中的重型運載火箭，設計用於中國載人登月任務，有效酬載約為70,000公斤（155,000磅），計畫於2027年前後首飛。
• 國家航天局（CASA）—長征九號運載火箭：中國目前在研發中的重型運載火箭，設計用於深空探測、月球基地的貨運及載人登月等任務，有效酬載約為160,000公斤（350,000磅），計畫於2030年前後首飛。^[9][10]

比較

火箭名	國家	運作機構	近地軌道酬載量	首飛	狀態	復用能力	發射成本
土星五號	美國	美國國家航空暨太空總署	140 t（310,000磅）A	1967	退役	否	12.3億美元 (2019)
N1	蘇聯	第一實驗設計局	95 t（209,000磅）	1969年(失敗)	已取消	否	30億盧布 (1971)
太空梭	美國	美國國家航空暨太空總署	122.5 t（270,142磅）B	1981	退役	部分	5.76億美元 - 16.4億美元 (2012)
能源號	蘇聯	能源科研生產聯合體	100 t（220,000磅）C	1987	退役	否	7.64億美元 (1985)
獵鷹重型	美國	太空探索科技公司	63.8 t（141,000磅）[11]	尚未使用D	未證實D	否	1.5億美元 (2018)
			57 t（126,000磅）[12]	2022[13]D	服役中D	部分E	1.3億美元 (2018)
星艦	美國	太空探索科技公司	150 t（330,000磅）[14]F	2024[15][16][17]	測試中H	全部H	200萬美元 (2019)
太空發射系統	美國	美國國家航空暨太空總署	95 t（209,000磅）[18]	2022[19]	服役中	否	5億美元 - 20億美元 (2019)
			105 t（231,000磅）[20]	待定	計畫	否	未知
			130 t（290,000磅）[21]	待定	計畫	否	未知
長征九號	中國	中國運載火箭技術研究院	150 t（330,000磅） [22]	2033 (計畫)[23][24]	計畫	部分[25]	未知
長征十號	中國	中國載人航天工程辦公室	70 t（150,000磅）[26]	2027年左右(計畫)	計畫	否	未知

^A 包括阿波羅指揮和服務模組、阿波羅登月模組、太空載具/登月艙適配器、土星V儀器單元、S-IVB 級和用於地月轉移推進劑的質量；近地軌道酬載量約為122.4 t（270,000磅）^[27]
^B 包括STS-93期間的軌道飛行器和酬載質量；可部署的酬載為27.5 t（61,000磅）
^C 執行最終軌道進入所需的上級火箭或酬載
^D 獵鷹重型運載火箭僅以完全可回收配置飛行，其理論酬載限制約為45公噸；計畫在 2020年底進行部分消耗性配置的首次計畫飛行。
^E 側推進器核心可回收，中央核心可擴充。側推進器的首次重複使用是在2019年展示，當時 Arabsat-6A發射中使用的側推進器被重新用於STP-2發射。
^F 不包括太空船的淨質量
^G 由於所有飛行的酬載質量都包括軌道飛行器的質量，因此儘管沒有可部署的酬載，但首次飛行的酬載大於50噸。
^H 目前已發射5次，其中後三次均成功入軌，因此可視作首飛成功，但只有艦體自己的測試，並沒有進行載荷發射任務，且僅成功回收第一級，尚未達到一二級均可回收的完全復用目標

參見

• 探空火箭
• 小型運載火箭
• 中型運載火箭
• 大型運載火箭

參考資料

1. 美俄中都有哪些重型火箭？-新华网. www.news.cn. [2022-06-06].
2. McConnaughey, Paul K.; et al. Draft Launch Propulsion Systems Roadmap: Technology Area 01 (PDF). NASA. Section 1.3. November 2010 [2016-06-22]. （原始內容存檔 (PDF)於2016-03-24）. Small: 0–2 t payloads; Medium: 2–20 t payloads; Heavy: 20–50 t payloads; Super Heavy: > 50 t payloads
3. Seeking a Human Spaceflight Program Worthy of a Great Nation (PDF). Review of U.S. Human Spaceflight Plans Committee. NASA: 64-66. October 2009 [2016-06-22]. （原始內容存檔 (PDF)於2019-02-16）. ...the U.S. human spaceflight program will require a heavy-lift launcher ... in the range of 25 to 40 mt ... this strongly favors a minimum heavy-lift capacity of roughly 50 mt....
4. Falcon Heavy. SpaceX.com. [2016-06-22]. （原始內容存檔於2017-04-06）.
5. Wall, Mike. NASA's Next Megarocket Could Launch Mission to Europa. Space.com. 2015-07-29 [2016-06-22]. （原始內容存檔於2016-06-23）.
6. Alternatives for Future U.S. Space-Launch Capabilities (PDF), The Congress of the United States. Congressional Budget Office: X,1, 4, 9, October 2006 [2016-06-22], （原始內容存檔於2021-10-01）
7. N1 Moon Rocket. Russianspaceweb.com. [2016-06-22]. （原始內容存檔於2015-01-10）.
8. Gregersen, Erik. Unmanned Space Missions 1st. New York: Britannica Educational. 2010: 46. ISBN 978-1-61530-018-1.
9. 存档副本. [2016-06-22]. （原始內容存檔於2016-06-26）.
10. 存档副本. [2016-06-22]. （原始內容存檔於2016-06-28）.
11. Falcon Heavy. SpaceX. 2012-11-16 [2017-04-05]. （原始內容存檔於2018-02-07）.
12. Musk, Elon [@elonmusk]. Side boosters landing on droneships & center expended is only ~10% performance penalty vs fully expended. Cost is only slightly higher than an expended F9, so around $95M. (推文). 2018-02-12 –透過Twitter.
13. Clark, Stephen. Falcon Heavy set for design validation milestone before late 2020 launch. Spaceflight Now. [2020-04-28]. （原始內容存檔於2020-09-13）.
14. Elon Musk [@elonmusk]. Aiming for 150 tons useful load in fully reusable configuration, but should be at least 100 tons, allowing for mass growth (推文). 2019-05-23 –透過Twitter.
15. The first SpaceX BFR should make orbital launches by 2020. 2018-03-19 [2018-10-14]. （原始內容存檔於2018-10-15）.
16. 存档副本. [2020-08-08]. （原始內容存檔於2019-03-20）.
17. 存档副本. [2020-08-08]. （原始內容存檔於2020-08-06）.
18. Harbaugh, Jennifer (編). The Great Escape: SLS Provides Power for Missions to the Moon. NASA. 2018-07-09 [2018-09-04]. （原始內容存檔於2019-12-11）.
19. Gebhardt, Chris. SLS debut slips to April 2021, KSC teams working through launch sims. nasaspaceflight.com. 2020-02-21 [2020-02-22]. （原始內容存檔於2020-08-06）.
20. Space Launch System (PDF). NASA Facts. NASA. 2017-10-11 [2018-09-04]. FS-2017-09-92-MSFC. （原始內容存檔 (PDF)於2018-12-24）.
21. Creech, Stephen. NASA's Space Launch System: A Capability for Deep Space Exploration (PDF). NASA: 2. April 2014 [2018-09-04]. （原始內容存檔 (PDF)於2016-03-07）.
22. 盧伯華. 頭條揭密》中國版星艦2030首飛 陸長征9號超重型火箭定案. 中國新聞網. 2022-12-01 [2023-01-07]. （原始內容存檔於2023-05-03） （中文（繁體））.
23. Wong, Brian. Long March 9 will take 140 tons to low-earth orbit starting 2028. Next Big Future. 2018-09-20 [2018-10-01]. （原始內容存檔於2020-08-07）.
24. PhilLeafSpace. PhilLeafSpace. Weibo. 2023-04-24 [2023-04-24]. （原始內容存檔於2023-04-24） （中文（簡體））.
25. Jones, Andrew. China scraps expendable Long March 9 rocket plan in favor of reusable version. SpaceNews. 9 November 2022 [25 November 2022]. （原始內容存檔於2023-09-07）.
26. 夢尋yousa_喵. 中国新一代载人运载火箭基本参数推算. www.bilibili.com. [2021-02-26].
27. 存档副本. [2020-08-08]. （原始內容存檔於2020-08-07）.