月球是我們藍色星球的近鄰，也是人類邁向更遠深空的中轉站。目前，大陸正在進行月球探測的四期工程。前不久，中國載人登月也有了時間表，大陸新一代載人火箭預計2027年首飛，在2030年前還将實作中國人首次登陸月球。
航天發展，動力先行。近日，航天科技集團六院研制的大陸載人登月火箭主力發動機——130噸級泵後擺液氧煤油發動機完成上試車台後的第六次試車，發動機累計試車時長達到3300秒，工作時長超10餘倍任務時間，驗證了發動機工作可靠性的同時，再次創造大陸百噸級發動機單台試車新紀錄。
火箭大推力發動機的研制有多難？為什麼要反複進行“試車”？未來能不能有超千噸推力發動機能助力中國航天邁向更加深邃的太空呢？
▲5月10日21時22分，搭載天舟六號貨運飛船的長征七號遙七運載火箭，在中國文昌航天發射場點火發射。（圖檔來自中新社）
什麼是“火箭發動機點火試車”？
首先來給“登月火箭主力發動機”劃個重點。發動機是核心部件，是一枚火箭的“心髒”。心髒的動能越大、力量越足，就能帶領重型火箭去更高軌道的太空探索。這一次，大陸載人登月火箭主力發動機單台試車時長創下新紀錄，就是中國航天動力事業對“大推力”發動機技術驗證的又一次跨越。
到底什麼是“火箭發動機點火試車”呢？發動機試車，簡單來說，就是發動機點火并驗證其設計方案合理性和工藝可靠性的過程，這是任何一型發動機研制和傳遞等環節中不可或缺的重要一環。所謂“試車”，其實種類多達幾十種，會貫穿發動機研制前後的各個階段，每個階段的試車都有不同的意義，點火時長也從幾秒到數百秒不等。
專家表示，在某一型發動機的研制階段，發動機會完成從單個元件試車到全系統試車的一整套複雜的流程，小到一個閥門，大到一台完整的發動機，都需要經曆千錘百煉。在研制階段過後，發動機試車将會進入鑒定階段。完成鑒定階段的試車之後，這一型發動機便可以傳遞火箭使用了，但是這并不代表試車的結束，每一台發動機都需要在試車台上“熱一下身”才能達标。随着大陸航天事業的不斷進步，試車台上也越來越忙碌。
固體火箭發動機和液體火箭發動機有何特點？
發動機是火箭的核心部件，目前主流的運載火箭發動機主要分為液體火箭發動機和固體火箭發動機。那麼，這兩種發動機都有什麼特點？
固體火箭發動機顧名思義，就是使用固體燃料作為推進劑的火箭發動機，與之相對應的是液體火箭發動機，它們的工作原理相同，都是通過點燃推進劑産生巨大推力，将航天器送入幾百甚至上萬公裡的預定軌道。
有所不同的是，固體發動機主要使用的丁羟這種固體燃料，也就是一種高能火藥，長征十一号運載火箭使用就是固體燃料。而液體發動機主要使用液氫液氧等液體推進劑，大家熟知的長征五号火箭使用的就是液氫液氧。
由于使用的燃料不同，是以各自的特點也不相同。液體發動機具有可控性強、點火時間長等特點，而固體發動機具有結構簡單、機動靈活、瞬間推力大等優勢。而在未來，基于兩者優勢相結合的發動機組合模式，也将成為新的設計思路，這也是世界航天大國都在緻力發展的方向。
載人登月火箭發動機需要多大推力？
在幾天前，5月30日9時31分，搭載神舟十六号載人飛船的長征二号F遙十六運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射并取得圓滿成功，而這一次搭載神十六航天員乘組奔赴太空之家的，就是我們最熟悉的中國載人航天的“神箭”——長征二号F系列，是當之無愧的“太空專列”。
長征二号F運載火箭，全長約58.3米，捆綁了4個助推器，起飛重量大約500噸，火箭渾身上下大約90%的重量來自它攜帶着的燃料，這些燃料可以讓它在大約580秒的全程加速中達到每秒7.9公裡的第一宇宙速度。
新一代載人火箭和重型火箭研制有序推進
此時此刻，中國空間站在位于距離地球400公裡的軌道上運作，可是地球和月球之間的平均距離有38.44萬公裡，這就需要搭載更強勁“心髒”的新一代載人火箭的助力。大陸正在論證載人登月方案，新一代載人運載火箭也預計将在2027年具備首飛條件。不遠的将來，中國航天員将有望登陸月球，後續還将建造國際月球科研站。想完成這些任務，火箭到底需要多大推力？還需要哪些新要求呢？
據介紹，新一代載人火箭的箭體直徑與長征五号運載火箭相當，通過将已經成熟的火箭技術進行綜合運用，将滿足大陸載人登月的任務需求。
中國工程院院士、航天科技集團一院長征系列火箭總師顧問龍樂豪：相當于三個長征五号的芯一級，把它捆綁起來，每一個芯級是三個組合體并聯的，每一個組合體上有7台發動機，每一台發動機推力将近120噸，就這麼一個龐然大物。當然還有二級，這樣就把三個中國人分兩次發射，近地軌道的運載能力可以達到70噸左右，地月轉移軌道的能力，就是地球到月球的轉移軌道的運載能力大約是27噸，這樣可能分兩次發射，将實作三個中國人在2030年以前登上月球。
同時，龍樂豪院士介紹，大陸重型運載火箭也正在研制中，它箭體直徑達到10.6米，高度110米左右，低軌道的運載能力可以達到150噸以上，地月轉移軌道的能力達到50噸以上，這将是未來運載能力最強的火箭。
中國工程院院士、航天科技集團一院長征系列火箭總師顧問龍樂豪：這樣一個火箭超過了可以說是曆史上所有的火箭的運載能力，将來除了實作我們更遙遠的，比如說載人火星探測，還有建立月球基地，甚至于将來直接民用，就讓它建造空間太陽能電站來運輸，現在進展都還不錯，具體這個模樣都做出來了，生産出來了，一二三級的發動機都已經相應做過了全系統的短程的熱試車考核，也就是說具體方案都已經定了。
更大推力火箭研制有何進展？
實際上，大陸自主研制的火箭發動機一直在頻傳捷報。
去年11月，由航天科技集團六院自主研制的中國最大推力液體火箭發動機首次整機試車圓滿成功。該型發動機設計推力500噸級，也是世界上推力最大的雙推力室高壓補燃液氧煤油發動機。據介紹，500噸級液氧煤油發動機的推力是現役120噸級液氧煤油發動機的4倍。首次整機試車的成功，标志着該型發動機研制取得重大突破。
去年底，由航天科技集團六院自主研制的大陸推力最大的80噸級液氧甲烷發動機首台整機熱試車取得圓滿成功，為大陸商業航天運載火箭提供主動力，同時也為可重複使用運載器發展奠定重要技術基礎。發動機的推力有多大，航天的舞台就有多大。動力技術有了巨大發展，相信中國航天事業就會實作更大跨越。
大陸載人登月準備工作推進到哪個階段？
距離2030年還有不到7年時間，大陸載人登月現在的準備已經到哪個階段了？接下來要分幾步去實作登月？來聽中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明的介紹。
中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明：實作2030年前中國航天員登陸月球，目前我們已經完成了登月任務的相關飛行器的關鍵技術攻關和方案的研制，當然也完成了登月總體方案的論證和編制，這是目前的進展。
至于未來7年，我想應該是分成三個大的階段：第一階段就是要完成各項研制和建設任務，這裡面包括完成新一代的載人運載火箭、新一代的載人飛船、登月的月面着陸器，還包括登月服、載人月球車等等飛行産品的研制，還有補充建設文昌航天發射場，以及測控通信着陸場等相關的地面裝置設施。第二階段就要進入無人飛行的驗證階段，這個階段如果任務順利，我們将進入第三階段，就是載人登月的飛行階段。（完）