【領(lǐng)航新征程】重磅！上海航天正全力打造可重復(fù)使用航天運(yùn)載器，火箭運(yùn)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(fù)使用的運(yùn)載火箭技術(shù)。

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

　　由進(jìn)入空間能力發(fā)展至天地往返重復(fù)使用進(jìn)出空間的能力，是航天大國向航天強(qiáng)國邁進(jìn)的重要標(biāo)志。而隨著商業(yè)航天的發(fā)展，如何進(jìn)一步提高火箭運(yùn)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(shù)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(shí)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(jīng)走來。

　　“其實(shí)早在2003年，上海航天就將視線投向重復(fù)使用運(yùn)載器，并開展了專項(xiàng)課題預(yù)先研究。”上海航天技術(shù)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(jīng)過前期多輪論證迭代優(yōu)化，我們已經(jīng)逐步明確了需要突破的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，而且確定了兩步走的發(fā)展戰(zhàn)略。”

　　重復(fù)使用運(yùn)載火箭子級垂直降落示意圖。

　　作為我國運(yùn)載火箭的總體研制單位之一，50多年來，上海航天技術(shù)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(chǔ)的風(fēng)暴一號，也有數(shù)十年擔(dān)綱主力、發(fā)射了100多顆衛(wèi)星的現(xiàn)役運(yùn)載火箭長征四號系列、長征二號丁，還有轉(zhuǎn)型升級的新一代運(yùn)載火箭長征六號，歷經(jīng)了中國航天事業(yè)發(fā)展中的多次重大考驗(yàn)，保證了多項(xiàng)國家重大專項(xiàng)工程的順利實(shí)施，以優(yōu)異成績證明了國家1969年以來在上海布局運(yùn)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(jiān)持創(chuàng)新的追求，支撐上海航天技術(shù)研究院運(yùn)載研制團(tuán)隊(duì)不斷進(jìn)步，也是這種理念，推動上海航天向重復(fù)使用運(yùn)載器發(fā)起進(jìn)攻。航天運(yùn)載器的重復(fù)利用，一直是世界航天強(qiáng)國著力突破的技術(shù)難題。一旦可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，不但可以降低航天運(yùn)輸成本，還能大大縮短航天發(fā)射周期，更好地滿足日益強(qiáng)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(fù)使用運(yùn)載器的方案，這在國內(nèi)屬于首創(chuàng)。徐大富向解放日報·上觀新聞記者詳細(xì)闡述了“兩步走”的戰(zhàn)略目標(biāo)。基于航天技術(shù)基礎(chǔ)和整體研究規(guī)劃， 第一步，將先在現(xiàn)役火箭上進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)搭載試驗(yàn)，既對部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行先期驗(yàn)證，又可解決當(dāng)前比較迫切的運(yùn)載火箭殘骸的落區(qū)安全問題。據(jù)透露， 上海航天技術(shù)研究院計劃在2019年利用長征四號乙火箭驗(yàn)證一子級柵格舵控制落區(qū)的技術(shù)，預(yù)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(yàn)證箭體垂直回收技術(shù)，通過飛行試驗(yàn)確保精確返回飛行控制與安全著陸技術(shù)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(fù)用，除了降低火箭發(fā)射成本以外，可以發(fā)揮重復(fù)使用運(yùn)載器響應(yīng)速度快、回轉(zhuǎn)復(fù)用周期短、高可靠等優(yōu)勢，并將重復(fù)使用運(yùn)載的部分先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)役火箭，實(shí)現(xiàn)航天運(yùn)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(yàn)證箭體回收的關(guān)鍵技術(shù)。

　　第二步，上海航天團(tuán)隊(duì)將研制全新的甲烷動力重復(fù)使用運(yùn)載器，進(jìn)行大系統(tǒng)全流程飛行試驗(yàn)，全面驗(yàn)證子級回收與檢測維護(hù)復(fù)用的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)徐大富透露，與航天飛機(jī)的帶翼外形、水平返回方案不同， 目前上海航天技術(shù)研究院重復(fù)運(yùn)載器方案首選火箭外形、液氧甲烷發(fā)動機(jī)為動力的垂直起降方案，重復(fù)使用次數(shù)超過20次，將使我國目前火箭運(yùn)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(shù)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(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段，工程化應(yīng)用將在“十五五”以后。

　　垂直起降火箭轉(zhuǎn)工程階段，還要進(jìn)一步突破總體一體化設(shè)計及優(yōu)化、精確返回與安全著陸控制、可重復(fù)使用的液氧甲烷發(fā)動機(jī)和返場無拆卸快速檢測與維護(hù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，既保證技術(shù)先進(jìn)，又要兼顧經(jīng)濟(jì)性與可靠性。“關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)都圍繞著這些目標(biāo)展開，研發(fā)周期會較長，但是在明確的目標(biāo)支持下，會選擇更為安全穩(wěn)妥、成功率更高的方式進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證和工程實(shí)用化。”徐大富表示。劉錕

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