形成多種技術方案
早在20世紀五六十年代,人類就已經開始了對重復使用航天運輸系統相關技術的探索。經過幾十年發展,主要航天大國和地區已擁有不同程度的重復使用技術儲備,形成了多種典型的重復使用運載器方案。其中,根據入軌級數,可分為多級入軌方案和單級入軌方案;根據起降方式,可分為垂直起降方案、垂直起飛水平著陸方案、水平起降方案;根據回收方式,可分為部分重復使用方案和完全重復使用方案等。
目前,火箭發動機技術已經相對成熟,是首選的推進方式,而組合動力則是未來重要的發展方向。火箭動力兩級入軌重復使用航天運輸系統的一級,是國內外重復使用技術關注的焦點。
美國太空探索技術公司的“獵鷹9號”就是可重復使用的運載火箭,其利用重復使用帶來的低成本優勢,在全球商業航天發射市場發展迅速。過去1年,“獵鷹9號”發射30餘次。近日,“獵鷹9號”火箭攜“龍”飛船,將美國私營企業公理航天公司組織的“私人”宇航團隊送往國際空間站。
在民營航天領域,中國航天企業近年來也相繼開發可重復使用的運載器。近日,中國航天科工航天三江所屬火箭公司自主研發的快舟火箭可重復使用技術試驗箭順利完成垂直起降試驗,為快舟系列可重復使用液氧甲烷運載火箭的研製奠定了基礎。不久前,朱雀三號可重復使用火箭垂直返回技術在酒泉衛星發射中心完成首次飛行試驗,該火箭是中國首款不銹鋼液體運載火箭,以液氧甲烷為燃料。朱雀三號箭體直徑4.5米,一子級設計復用次數不少於20次,具備一箭多星、平板堆叠衛星集群發射的能力。朱雀三號貯箱結構採用高強度不銹鋼材料,發射成本相較一次性使用火箭可降低80%至90%。
可重復使用航天器具有低成本、高可靠性的技術特徵,能滿足未來廉價、自由進出空間的發展需求。除了向空間站等系統補充人員和物資之外,可重復使用航天器還可以搭載乘客,以更低的成本實現更高效的太空旅行。
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