中国首次公布可重复使用火箭概念方案

【侨报网综合讯】出于降低发射成本的目的，火箭的重复使用一直是航空技术探索的努力方向之一。日前，中国首次对外公布了相关方案。

据中新社报道，2017年全球航天探索大会8日在北京举行的一场会议上，中国首次公布可重复使用火箭概念方案。

中国航天科技集团一院科技委主任、国际宇航科学院院士鲁宇在报告中说，正在开展重复使用运载火箭技术研究，包括伞降回收和垂直起降技术，“已完成部分试验验证，一些关键技术取得突破”。

鲁宇介绍相关技术。（央视画面截图）

鲁宇在接受采访时说，中国发展可重复使用火箭的基本观点是既要符合中国国情，又要真正实现低成本，“把这两个问题统筹好，才能来确定将来究竟走什么方案”。

鲁宇在报告中还谈到“明确了发展升力体式重复使用运载器‘三步走’的发展思路”，具体三步为火箭动力部分重复使用、火箭动力完成重复使用、组合动力飞行器。

另据中国央视报道，有数据显示未来十年，每年都会有3-400颗卫星进入太空，加上各航天强国将实施的近地轨道开发，深空探测等计划，降低进入空间的成本成了越来越多人关注的话题。在国外可回收运载火箭逐步走向应用的同时，走自己的路，发展适合国情的低成本火箭，成了中国航天专家们的共识。

在一场关注低成本航天的讨论中，中国的火箭专家表示，实现低成本，重复使用并非唯一出路。

中国航天科技集团一院长征七号运载火箭总指挥王小军介绍，比如通过箭上系统的优化，我们可以减少25%的传感器使用，特别是那些昂贵的传感器。而长征七号的平均发射成本仅比长征二号F火箭略高。

在没有大幅增加成本的情况下，长征七号实现了比长征二号F系列火箭，运载能力提升70%左右，可靠性也显著提升，这正是因为长征七号在设计之初就融入低成本化的理念。而另外一型中国运载火箭也通过独特的设计，让进入空间的成本进一步降低。快舟1号甲火箭使用固体推进机，发射准备时间短，对发射场的要求低，让航天发射更加便捷。虽然它的运载能力只有200公斤左右，但针对现在蓬勃发展的微小卫星，它能够让发射成本降低到每公斤3万美元，而国际上同类火箭的发射成本是每公斤4万美元左右。接下来，研制人员还要把这样的火箭做得更大。

中国航天科工集团四院第九总体设计部主任段祥军介绍：快舟11号直径两米二，运载能力一吨左右，这个火箭的设计主要是根据商业航天的市场需要定的。

优化设计，贴近市场需求，改进管理，中国运载火箭正在通过多种有效手段，降低进入空间的成本。而事实上，中国的火箭研制人员也一直在可重复使用航天器领域进行着适合本国国情的探索。

此前，新华社3月2日报道，安全、快速、廉价进入太空是人类的不懈追求。全国人大代表、中国航天科技集团六院科技委主任谭永华称，目前有两种基本的发展途径，一是像飞机一样自由起降的天地往返系统，技术跨度较大；二是可重复使用火箭，持续降低现有火箭的成本。

常规的一次性火箭的重复使用，主要是通过对子级和助推器的回收来实现。中国航天科技集团公司一院研究发展中心副总设计师申麟介绍，目前共有三种办法可实现回收后重复使用。

第一种是采用“降落伞＋气囊”的方式回收。中国已进行高空的热气球投放实验，验证了有关技术。

第二种是给火箭助推器装上可控翼伞，加上小型控制系统，使火箭助推器分离后能像类似翼装飞行一样调整角度，利用卫星导航滑翔落下。

第三种是采用类似美国SpaceX公司的垂直回收方式。这需要高精度的姿态控制技术、主发动机多次启动技术、下落过程中推进剂管理技术以及着陆支撑机构等关键技术。

今年3月30日，SpaceX公司首次成功发射一枚“二手火箭”并将其成功收回。（新华网）

在火箭的回收利用技术上，美国公司处于领先地位。2015年12月21日，美国太空探索技术公司（SpaceX）发射的“猎鹰9”火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角成功实现第一节火箭软着陆，从而开创了火箭从太空直接垂直回收的历史。

在此之前，同年11月份，亚马逊CEO杰夫·贝索斯的私人火箭公司“蓝色起源”宣布，其旗下火箭成功发射到100公里的计划高度，随后又成功地返回发射场。这是全球第一个发射升空后又完好无损地返回地面的火箭。

不过业界认为，“猎鹰9”无论从发射高度还是技术难度上都要高于蓝色起源公司火箭。贝索斯发射的火箭达到的高度实际上位于太空和大气层的边缘，此外“猎鹰9”发动机更强大，所载设备也重得多。

在“猎鹰9”之前，火箭的回收是靠航天飞机。据介绍，国际上成功的航天飞机回收都采用水平回收的方式，即启动减速火箭进入大气层，降落方式与大型飞机着陆差不多。

与水平回收相比，此次SpaceX公司采用的垂直回收，难度要稍高一些。

一枚传统火箭由两级组成，当飞到100多公里的高度时，一、二级火箭分离，二级进入预定轨道，一级则遗落在太空或自毁。而SpaceX的技术，则能让一级火箭以较好状态回到地面。

今年3月30日，SpaceX公司首次成功发射一枚“二手火箭”并将其成功收回。据悉，此次发射的是1枚曾经在11个月前执行过国际太空站运补任务的猎鹰9号（Falcon 9）火箭。

据悉，SpaceX此前多次将所发射卫星的第一节火箭安全回收。但基于安全考虑，回收的火箭并没有再次使用。

SpaceX此次的技术团队称一枚火箭退役前或可重复使用10次，在适当翻新的情况下甚至能达到100次。

航天专家表示，SpaceX“二手火箭”的成功发射是一个重要的里程碑。有望促进火箭重复利用、降低发射成本。