重型運載火箭

土星5号运载火箭、獵鷹重型運載火箭
太空發射系統、SpaceX星艦

重型运载火箭[1]（英語：Super heavy-lift launch vehicle）是指一種具備50,000公斤（110,000磅）或以上近地轨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。目前成功製造过重型運載火箭的國家只有美國和蘇聯兩個超級大國。[2][3]

型号

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，有效酬載約為63,800公斤（140,700磅）。[4]
• 太空探索科技公司（SpaceX）—星舰（Starship）：2024年服役至今，有效酬載可高達150,000公斤（330,000磅）。
• 國家航空航天局（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劃而開發的重型運載火箭，其中Block1有效載荷約為95,000公斤（209,000磅），2022年服役至今，Block1B有效酬載約為105,000公斤（231,000磅），Block2有效酬載約為130,000公斤（290,000磅），計劃於2024年首飛。[5]

已退役

• 國家航空航天局（NASA）—土星5号运载火箭：1967-1973年，為執行阿波罗计划而開發的重型運載火箭，有效酬載為140,000公斤（310,000磅）。[6]
• 國家航空航天局（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约30,000公斤的貨物送往太空。
• 第一實驗設計局（OKB-1）—N1运载火箭：前蘇聯打算用於載人登月的火箭，有效酬載為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，有效酬載為100,000公斤（220,000磅），可將暴風雪號太空梭和约30,000公斤的貨物送往太空。[8]

開發中

• 國家航天局（CASA）—长征十号运载火箭：中國目前在研发中的重型運載火箭，設計用於中國載人登月任務，有效酬载約為70,000公斤（155,000磅），計劃於2027年前後首飛。
• 國家航天局（CASA）—长征九号运载火箭：中國目前在研发中的重型運載火箭，設計用於深空探測、月球基地的貨運及載人登月等任務，有效酬载約為160,000公斤（350,000磅），計劃於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	首飞	狀態	复用能力	發射成本
土星五號	美国	美国国家航空航天局	140 t（310,000磅）^A	1967	退役	否	12.3億美元 (2019)
N1	苏联	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	美国	美国国家航空航天局	122.5 t（270,142磅）^B	1981	退役	部分	5.76億美元 - 16.4億美元 (2012)
能源号	苏联	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	美国	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	美国	太空探索科技公司	150 t（330,000磅）[14]^F	2024[15][16][17]	测试中^H	全部^H	200萬美元 (2019)
太空發射系統	美国	美国国家航空航天局	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	计划	否	未知
			130 t（290,000磅）[21]	待定	计划	否	未知
長征九號	中国	中国运载火箭技术研究院	150 t（330,000磅） [22]	2033 (計畫)[23][24]	计划	部分[25]	未知
长征十号	中国	中国载人航天工程办公室	70 t（150,000磅）[26]	2027年左右(计划)	计划	否	未知

^A 包括阿波羅指揮和服務模組、阿波羅登月模組、航天器/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，其理論有效酬載限制約為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 側助推器核心可回收，中央核心可擴充。側助推器的首次重複使用是在2019年展示，當時 Arabsat-6A發射中使用的側助推器被重新用於STP-2發射。
^F 不包括太空船的淨質量
^G 由於所有飛行的有效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有效酬載，但首次飛行的有效酬載大於50噸。
^H 目前已发射5次，其中后三次均成功入轨，因此可视作首飞成功，但只有舰体自己的测试，并没有进行载荷发射任务，且仅成功回收第一级，尚未达到一二级均可回收的完全复用目标

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]. （原始内容存档 (PDF)于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]. （原始内容存档 (PDF)于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]. （原始内容存档于2017-04-06）. 
5. Wall, Mike. NASA's Next Megarocket Could Launch Mission to Europa. Space.com. 2015-07-29 [2016-06-22]. （原始内容存档于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], （原始内容存档于2021-10-01） 
7. N1 Moon Rocket. Russianspaceweb.com. [2016-06-22]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2016-06-26）. 
10. 存档副本. [2016-06-22]. （原始内容存档于2016-06-28）. 
11. Falcon Heavy. SpaceX. 2012-11-16 [2017-04-05]. （原始内容存档于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 –通过Twitter. 
13. Clark, Stephen. Falcon Heavy set for design validation milestone before late 2020 launch. Spaceflight Now. [2020-04-28]. （原始内容存档于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 –通过Twitter. 
15. The first SpaceX BFR should make orbital launches by 2020. 2018-03-19 [2018-10-14]. （原始内容存档于2018-10-15）. 
16. 存档副本. [2020-08-08]. （原始内容存档于2019-03-20）. 
17. 存档副本. [2020-08-08]. （原始内容存档于2020-08-06）. 
18. Harbaugh, Jennifer (编). The Great Escape: SLS Provides Power for Missions to the Moon. NASA. 2018-07-09 [2018-09-04]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2020-08-06）. 
20. Space Launch System (PDF). NASA Facts. NASA. 2017-10-11 [2018-09-04]. FS-2017-09-92-MSFC. （原始内容存档 (PDF)于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]. （原始内容存档 (PDF)于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. 中国新闻网. 2022-12-01 [2023-01-07]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2020-08-07）. 
24. PhilLeafSpace. PhilLeafSpace. Weibo. 2023-04-24 [2023-04-24]. （原始内容存档于2023-04-24） （中文（简体））. 
25. Jones, Andrew. China scraps expendable Long March 9 rocket plan in favor of reusable version. SpaceNews. 9 November 2022 [25 November 2022]. （原始内容存档于2023-09-07）. 
26. 梦寻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]. （原始内容存档于2020-08-07）.