四代航天人接力！中国火箭如何走向世界前列？

2025 年 5 月 30 日，中国航天科普大使、中国科学院国家空间科学中心研究员周炳红在 2025 科普中国说 530 科技工作者日特别场“跨越时光的科研接力”带来演讲《问鼎星河：解码中国火箭的太空征途》，回顾了中国火箭从无到有、从弱到强的发展历程。

以下是周炳红的演讲节选：

人类对浩瀚宇宙的探索永无止境。未来，我们将建造巨型的低轨卫星星座、在月球建立科研基地、开发小行星资源、甚至建造大型空间站，发展太空工业……这一切目标的实现，都离不开火箭技术的支撑，因为只有火箭才能帮助我们摆脱地球引力的束缚，迈向深邃的太空。

图片来源于周炳红PPT

火箭技术不仅肩负着探索太空的使命，也是维护国家安全的重要保障。以东风-31 、东风-41 和东风五号为代表的战略导弹，与运载火箭技术同根同源。事实上，现代火箭技术正是在导弹技术的基础上逐步发展而来的。

我国火箭技术是如何从零起步，逐步发展到如今的先进水平？

中国火箭的太空征程——

从导弹起步

我国的火箭发展经历了四代人的努力。第一代人是从无到有，完成了筚路蓝缕的奠基工作。

20 世纪 50 至 60 年代，我国开始发展现代导弹技术，成立了首个导弹与火箭研究机构——国防部第五研究院（简称“五院”），由著名科学家钱学森担任首任院长。如今的中国运载火箭技术研究院，正是当年五院的第一分院。

图片来源于周炳红PPT

我国最早的导弹试验场位于东风航天城，也就是今天大家所熟知的酒泉卫星发射中心。这里曾经是一片荒凉的戈壁滩，条件极为艰苦。当年，第一代航天人住帐篷、背土豆，克服重重困难，在这片戈壁滩上建起了东风航天城。如今，这里已焕然一新，成为一座绿树成荫、环境优美的现代化小城。

20 世纪 60 年代，我国在东风四号导弹的基础上，成功研制出首枚运载火箭——长征一号，并将重达 173 公斤的“东方红一号”卫星送入太空。长征一号采用两级液体火箭加第三级固体火箭的结构，箭体最大直径为 2.25 米，标志着我国实现了从导弹技术向航天运载火箭的跨越。

图片来源于周炳红PPT

进入 70 年代，我国火箭技术进一步发展，在东风五号导弹基础上研制出了长征二号运载火箭。这是一种两级液体火箭，箭体直径增至 3.35 米，近地轨道运载能力由原先的数百公斤提升至 1.8 吨，提升了近 5 倍。

到了 80 年代，为了满足发射地球静止轨道（约 36000 公里高）通信卫星的需求，我国在长征二号基础上增加一级高性能氢氧液体火箭，形成了长征三号运载火箭。这一改进显著提高了火箭的运载能力和任务适应性。

90 年代，我国继续提升火箭性能，通过横向捆绑助推器的形式，成功研制出长征二号 E、长征二号 F 和长征三号乙等型号，大幅地增加了运载能力，这时候近地轨道的运载能力达到了 10 吨左右。

此外，我国还成功研制并发射了载人运载火箭。将人类送入太空是一项极具挑战性的任务，截至目前，全球仅有美国、俄罗斯和中国三个国家具备独立实施载人航天飞行的能力。与美国的航天飞机不同，我国的载人运载火箭顶部装有一个外形尖锐的装置。这个装置实际上相当粗壮，高度接近 8 米，是一枚小型固体火箭，被称为“逃逸塔”。

由于目前世界上没有任何一种火箭能够达到百分之百的可靠性，我们无法完全消除所有风险。即便是世界上最先进的火箭，其成功率也只能达到 98%~99%左右。这意味着，如果进行一万次发射，可能会有 100 次出现故障。比如美国的航天飞机，在 130 多次飞行任务中，曾发生过两次严重事故，导致两架航天飞机爆炸，共 14 名航天员不幸遇难。

而我国的载人运载火箭由于配备了逃逸塔，即使在发射过程中出现故障，也能最大限度保障航天员的生命安全。2018 年，俄罗斯在一次载人发射中，火箭就曾出现故障，正是依靠逃逸塔，才成功将两名航天员安全送回地面。

图片来源于周炳红PPT

新一代运载火箭的崛起

进入 21 世纪，这一阶段，我国启动了“嫦娥工程”，推进月球探测任务，同时开展了新一代运载火箭的研发，主要包括长征五号、长征六号、长征七号和长征八号等型号。

新一代运载火箭具备很多新的特点：首先，发动机最大推力从过去的 80 吨提升至 120 吨；其次，推进剂由早期的常规推进剂以及东风系列液体导弹所使用的有剧毒的四氧化二氮/偏二甲肼，更换为更加环保的液氧煤油和液氢液氧；此外，火箭贮箱的最大直径也由原来的 3.35 米增加到 5 米。

图片来源于周炳红PPT

由于箭体尺寸增大，这些新型火箭已无法通过铁路运输至西北内陆的发射场，因此需要经由海运送往海南文昌，并在那里建设了全新的发射基地。新一代火箭的近地轨道运载能力提升至约 25 吨，能够满足发射大型空间站舱段的需求，为我国“天宫”空间站的快速建设提供了有力支撑。

未来的太空探索计划

当前及未来数年，我国航天事业的目标是要实现载人登月以及可重复使用的运载火箭。根据规划，我们将在 2030 年左右将中国的航天员送上月球。

我国的新一代载人运载火箭以长征五号为基础，采用三枚直径 5 米的火箭并联起飞，起飞重量将超过 2000 吨，近地轨道运载能力可达约 70 吨，是长征五号的近 3 倍，其地月转移轨道运载能力约为 27 吨，这样就可以实现分两次发射，将登月用的 4 个舱段发到环绕月球的轨道，航天员将乘坐着陆器登陆月球表面，工作几天后，再返回环月轨道与等待的返回舱对接，最终返回地球。

我们未来要更多地进入太空，就需要降低火箭的成本。目前我国使用的火箭多为一次性设计，成本较高，全国已有近 10 家火箭企业正在积极研发可重复使用火箭技术，但尚未进入实际应用阶段。预计在今年下半年以及未来两年的时间，我国将有多个可重复使用火箭陆续开展试验性首飞。

我国也提出了未来的重复使用火箭技术的发展路线图。首先，将推进空天飞机的研发，有可能在几十年以后，我们可以真的像坐飞机一样进入太空，并飞回地面了。我们还要建设中国的月球科研站，按计划，明年将发射嫦娥七号探测器，未来还将发射嫦娥八号，首先到月球的南极地区探索那里的水冰资源及其他可利用的本地资源。到嫦娥八号的时候，将初步建成月球科研站的基本型。在此基础上，我国还将积极联合世界各国，共同推进月球科研站的后续建设与运营。