航天器重复用 往返太空更便捷
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简介:日前,中国在酒泉卫星发射中心运用长征二号F运载火箭,成功发射一型可重复使用的试验航天器。 试验航天器将在轨运行一段时间后,返回国内预定着陆场,其间将按计划开展可重复使用技术验证及空间科学实验,为和平利用太空提供技术支撑。 航天器的可重复使用技术是国际航天领域的焦点之一,也是中国建设航天强国的重要一步。 作为前沿航天技术,可重
日前,中国在酒泉卫星发射中心运用长征二号F运载火箭,成功发射一型可重复使用的试验航天器。
试验航天器将在轨运行一段时间后,返回国内预定着陆场,其间将按计划开展可重复使用技术验证及空间科学实验,为和平利用太空提供技术支撑。
航天器的可重复使用技术是国际航天领域的焦点之一,也是中国建设航天强国的重要一步。
作为前沿航天技术,可重复使用航天器不仅可以降本增效,而且有望让太空旅游成为可能。
技术研究有突破
可重复使用航天器是指可以重复使用、能够迅速穿越大气层、自由往返于地球表面与太空之间、运送乘员和有效载荷的航天器,也可以指较长时间在轨停留和机动、完成各种任务的航天器,包括载人飞船、货运飞船、推进飞行器、行星着陆器、航天飞机等。
2023年12月14日,中国成功发射一型可重复使用的试验航天器。
在此之前,中国曾分别于2020年9月4日和2022年8月5日发射过可重复使用航天器。
其中,2022年发射的可重复使用航天器,在轨飞行276天后成功返回地球,标志着中国可重复使用航天器技术研究取得重要突破,后续可为和平利用太空提供更加便捷、廉价的往返方式。
中国载人航天工程办公室主任郝淳此前表示,为进一步提升工程的综合能力和技术水平,中国将研制新一代载人运载火箭和新一代载人飞船。
其中,新一代载人运载火箭和新一代载人飞船的返回舱都可以实现可重复使用。
去年底,美国X-37B轨道实验飞行器搭乘重型猎鹰运载火箭成功进入太空,执行第七次飞行任务。
X-37B飞行器于2010年首飞,由美国波音公司制造,长约9米,翼幅约4.6米,外形类似航天飞机,但体积只有航天飞机的1/4,部分供电来自太阳能。
这种飞行器配备自动着陆系统,由火箭送入太空,返回时像飞机那样在跑道上滑行降落,可重复使用,但不载人。
该飞行器能够执行通信中继、地面观测等任务,具有广泛的军事和民事用途。
解决成本和产能问题
可重复使用也是运载火箭发展的必经之路,将成为人类大规模进出空间的重要途径。
近年来,中国在一次性运载火箭的技术基础上开展可重复使用运载火箭的相关技术攻关,取得了积极进展。
2021年7月16日,由中国航天科技集团一院研制的亚轨道重复使用演示验证项目运载器在酒泉卫星发射中心成功首飞。
2022年8月26日,由中国运载火箭技术研究院自主研制的升力式亚轨道运载器重复使用飞行试验获得成功。
亚轨道重复使用运载器可作为升力式火箭动力重复使用航天运输系统的子级,是航天航空技术的高度融合体。
这些成功的飞行试验,有力推动了中国航天运输技术由一次性使用向重复使用的跨越式发展,为重复使用天地往返航天运输技术发展奠定了坚实基础。
一次性运载火箭长期是人类进入空间的主要运输方式,为什么要发展可重复使用的运载火箭?中国科学院院士、中国航天科技集团科技委主任包为民指出,随着进出空间规模需求的快速增长,一次性运载火箭在发射成本、履约周期和产能需求等方面均面临巨大挑战,发展可重复使用运载火箭能够很好地解决以上问题。
包为民说,综合来看,可重复使用运载火箭在发射成本和发射频次上相比一次性使用运载火箭具有明显优势,是实现1小时全球抵达、天地往返运输等大规模、低成本进出空间运输系统的重要途径。
形成多种技术方案
早在20世纪五六十年代,人类就已经开始了对重复使用航天运输系统相关技术的探索。
经过几十年发展,主要航天大国和地区已拥有不同程度的重复使用技术储备,形成了多种典型的重复使用运载器方案。
其中,根据入轨级数,可分为多级入轨方案和单级入轨方案;根据起降方式,可分为垂直起降方案、垂直起飞水平着陆方案、水平起降方案;根据回收方式,可分为部分重复使用方案和完全重复使用方案等。
目前,火箭发动机技术已经相对成熟,是首选的推进方式,而组合动力则是未来重要的发展方向。
火箭动力两级入轨重复使用航天运输系统的一级,是国内外重复使用技术关注的焦点。
美国太空探索技术公司的猎鹰9号就是可重复使用的运载火箭,其利用重复使用带来的低成本优势,在全球商业航天发射市场发展迅速。
过去1年,猎鹰9号发射30余次。
近日,猎鹰9号火箭携龙飞船,将美国私营企业公理航天公司组织的私人宇航团队送往国际空间站。
在民营航天领域,中国航天企业近年来也相继开发可重复使用的运载器。
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