【領航新征程】重磅！上海航天正全力打造可重復使用航天運載器，火箭運載成本可降三成

　　這是一個令人振奮的消息！不久的未來，我國也將掌握可重復使用的運載火箭技術。

　　解放日報·上觀新聞記者從中國航天科技集團上海航天技術研究院獲悉，該院正在全力研制可重復使用的航天運載器，經前期論證，已經明確了未來發(fā)展“路線圖”，目前正在按計劃逐步推進。

　　由進入空間能力發(fā)展至天地往返重復使用進出空間的能力，是航天大國向航天強國邁進的重要標志。而隨著商業(yè)航天的發(fā)展，如何進一步提高火箭運載能力，降低發(fā)射成本，是商業(yè)航天必須要面對的問題。美國太空探索技術公司（SpaceX）的橫空出世，給全世界耳目一新的感覺。隨著SpaceX公司獵鷹九號火箭數(shù)次實現(xiàn)回收，并將回收的一級火箭再次使用，業(yè)界驚呼，廉價商業(yè)航天的時代已經走來。

　　“其實早在2003年，上海航天就將視線投向重復使用運載器，并開展了專項課題預先研究。”上海航天技術研究院805所專家徐大富在接受解放日報·上觀新聞記者專訪時透露，“經過前期多輪論證迭代優(yōu)化，我們已經逐步明確了需要突破的關鍵技術難點，而且確定了兩步走的發(fā)展戰(zhàn)略。”

　　重復使用運載火箭子級垂直降落示意圖。

　　作為我國運載火箭的總體研制單位之一，50多年來，上海航天技術研究院成功抓總發(fā)射火箭90余發(fā)，參與研制的火箭超過100枚，其中既有集全國之力、突破薄弱工業(yè)基礎的風暴一號，也有數(shù)十年擔綱主力、發(fā)射了100多顆衛(wèi)星的現(xiàn)役運載火箭長征四號系列、長征二號丁，還有轉型升級的新一代運載火箭長征六號，歷經了中國航天事業(yè)發(fā)展中的多次重大考驗，保證了多項國家重大專項工程的順利實施，以優(yōu)異成績證明了國家1969年以來在上海布局運載火箭事業(yè)這一重大決策的正確性和重大戰(zhàn)略意義。

　　正是始終堅持創(chuàng)新的追求，支撐上海航天技術研究院運載研制團隊不斷進步，也是這種理念，推動上海航天向重復使用運載器發(fā)起進攻。航天運載器的重復利用，一直是世界航天強國著力突破的技術難題。一旦可以實現(xiàn)重復利用，不但可以降低航天運輸成本，還能大大縮短航天發(fā)射周期，更好地滿足日益強勁的航天發(fā)射需求。

　　2011年，上海航天決定采用垂直起降重復使用運載器的方案，這在國內屬于首創(chuàng)。徐大富向解放日報·上觀新聞記者詳細闡述了“兩步走”的戰(zhàn)略目標。基于航天技術基礎和整體研究規(guī)劃， 第一步，將先在現(xiàn)役火箭上進行關鍵技術搭載試驗，既對部分關鍵技術進行先期驗證，又可解決當前比較迫切的運載火箭殘骸的落區(qū)安全問題。據透露， 上海航天技術研究院計劃在2019年利用長征四號乙火箭驗證一子級柵格舵控制落區(qū)的技術，預計可將火箭殘骸散落范圍縮小至現(xiàn)在的15%。此后， 2020年在長征六號上驗證箭體垂直回收技術，通過飛行試驗確保精確返回飛行控制與安全著陸技術的可靠性。

　　垂直起降方案示意圖。

　　“我們研制的垂直起降火箭目前考慮主要是一子級復用，除了降低火箭發(fā)射成本以外，可以發(fā)揮重復使用運載器響應速度快、回轉復用周期短、高可靠等優(yōu)勢，并將重復使用運載的部分先進技術應用于現(xiàn)役火箭，實現(xiàn)航天運輸系統(tǒng)的升級。”徐大富說，簡言之，第一步既解決現(xiàn)役火箭的落區(qū)安全問題，又將驗證箭體回收的關鍵技術。

　　第二步，上海航天團隊將研制全新的甲烷動力重復使用運載器，進行大系統(tǒng)全流程飛行試驗，全面驗證子級回收與檢測維護復用的關鍵技術。據徐大富透露，與航天飛機的帶翼外形、水平返回方案不同， 目前上海航天技術研究院重復運載器方案首選火箭外形、液氧甲烷發(fā)動機為動力的垂直起降方案，重復使用次數(shù)超過20次，將使我國目前火箭運載成本降低30%以上。

　　一子級垂直降落示意圖。

　　對于研制上百發(fā)一次性火箭的上海航天技術研究院而言，垂直起降火箭具有一脈相承的繼承性。即便如此，其研發(fā)難度也不可小覷。

　　目前，垂直起降火箭尚處于方案論證與關鍵技術攻關階段，工程化應用將在“十五五”以后。

　　垂直起降火箭轉工程階段，還要進一步突破總體一體化設計及優(yōu)化、精確返回與安全著陸控制、可重復使用的液氧甲烷發(fā)動機和返場無拆卸快速檢測與維護等多項關鍵技術，既保證技術先進，又要兼顧經濟性與可靠性。“關鍵技術攻關都圍繞著這些目標展開，研發(fā)周期會較長，但是在明確的目標支持下，會選擇更為安全穩(wěn)妥、成功率更高的方式進行技術驗證和工程實用化。”徐大富表示。劉錕

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