解碼可重復使用運載器：“中國造”瞄準2020年“首飛”

中新社北京11月1日電 題：解碼可重復使用運載器：“中國造”瞄準2020年“首飛”

中新社記者 張素

美國太空探索技術公司(SpaceX)至今已成功回收火箭13次，可重復使用運載器受到關注。業內有何進展？中國有何“動作”？中新社記者1日就此專訪專家。

資料圖：美國太空探索技術公司(SpaceX)成功完成“獵鷹9號”火箭發射任務。

何為可重復使用運載器？

中國航天科技集團公司一院研發中心總體室主任陳洪波說，可重復使用運載器是指利用自身動力攜帶人員或有效載荷進入預定軌道，可從軌道返回地面，并可多次重復使用的航天運輸工具。

陳洪波舉例說，載人艙不是可重復使用運載器，因為“它不是利用自身主動力進入空間”?？芍貜褪褂眠\載器融合了航天技術與航空技術，兼具航天器與航空飛行器的特點。

可重復使用運載器多種多樣。比如，分為以航天飛機為代表的部分重復使用運載器和以英國正在研發的“云霄塔”空天飛機為代表的完全重復使用運載器；按照主動力形式可分為火箭動力和吸氣式組合動力；按照起降方式可分為垂直起飛/垂直降落、垂直起飛/水平降落和水平起飛/水平降落。

“可重復使用運載器的回收方式一般有三種，分別是降落傘垂直下降方案、動力反推垂直下降方案和滑翔飛行水平降落方案?！敝袊教炜萍技瘓F公司五院研究員、中國空間探測專業委員會首席科學傳播專家龐之浩說。

龐之浩認為，目前使用的回收方式各有千秋。一方面，由于尺寸、外形等原因，采用垂直下降方案回收火箭的難度遠遠大于航天飛機回收；另一方面，航天飛機雖然可以水平著陸至指定機場，但其維修成本高，風險較大。

可重復使用運載器真的“值”？

可重復使用運載器的一個優勢是降低航天運輸成本。業內估算，其單位有效載荷的運輸成本可以降低至現有一次性運載火箭的十分之一。另一個優勢是大幅縮短發射準備時間，有望像飛機一樣實現航班化的天地往返運輸。

回顧可重復使用運載器的研發歷史，美國曾研制6架航天飛機，其中5架進行了135架次載人發射。蘇聯曾發射1架“暴風雪號”航天飛機。當前，美國、俄羅斯、歐洲等多方依然在此領域角逐。已經亮相的除有SpaceX的獵鷹九號火箭，還有美國藍色起源公司(Blue Origin)旗下的亞軌道運載火箭“新謝潑德”，美國空軍操作的X—37B小型無人航天飛機等。

“能夠回收運載火箭并不代表一定可以重復使用運載火箭?？芍貜褪褂眠\載火箭也并不代表一定可以降低成本?！饼嬛茝娬{。

他解釋，研究表明，火箭發動機重復使用10次較為劃算，但重復使用次數過多以后，總成本降低得不明顯，技術難度顯著增加。他注意到，SpaceX總裁馬斯克曾表示可重復使用火箭將使進入空間的成本降低兩個數量級，但在獵鷹九號重復使用數次以后，SpaceX再未透露成本詳情。

“中國造”瞄準2020年“首飛”

中國可重復使用運載器研制正處于攻關研制階段，已開展可重復使用運載器總體技術和可重復使用火箭發動機、可重復使用熱防護、輕質化結構、高可靠高精度導航制導與控制技術等攻關研究。

“預計在2020年左右，我國自主研制的可重復使用運載器將完成‘首飛’，并將實現10天10次發射、單位有效載荷發射成本降低至現有一次性運載火箭的五分之一等目標?！标惡椴▽χ行律缬浾哒f。

這款“中國造”運載器的優選方案是讓火箭一級二級并聯組合，形象來說是一級“背著”二級、二級機身設置有效載荷艙。完成各自任務以后，一二級分別水平降落至著陸場。

值得注意的是，美國國防高級研究計劃局主導的XS—1(試驗性太空飛機)也計劃在2020年完成飛行試驗。

不少專家認為可重復使用航天器的終極目標是像飛機一樣水平起降、可單級入軌的空天飛機，龐之浩將其比喻為航空飛機與航天飛機的“混血兒”。他以英國正在研制的“云霄塔”為例，該空天飛機號稱每架可以完成約200次飛行任務，并可在降落后兩日內再度起飛。

陳洪波透露，中國正在規劃開展火箭動力與組合動力完全重復使用運載器的攻關研制。如果順利，將在2030年前全部完成可重復使用運載器的研發及飛行試驗，成為全球首個實現完全重復使用運載器研制的國家。他說，該運載器將主要面向距地300至500千米高度的軌道，承擔未來中國空間站的人員、物資運輸任務，滿足軍民兩用的有效載荷發射需求。(完)