【侨报综合讯】造价高昂一直是航天发展的一个关键问题,今年10月,美国SpaceX公司的猎鹰九号火箭再次成功发射,这是该火箭今年第三次成功重复使用。猎鹰九号的回收和重复使用,让SpaceX在降低航天成本方面迈出了跨越性的一步。近日,中国航天科技集团公司一院透露,该院正联合中国优势机构共同合作研制可重复使用运载器,并计划于2020年左右首飞。据悉,重复使用运载器初期目标是将运输成本降至目前的1/5,未来则有望降至1/10。
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6 ~: T% a" v- \: C& f+ P. g8 y 中国航天科技集团公司一院研发中心总体室主任陈洪波介绍,可重复使用运载器,指能利用自身动力携带人员或有效载荷进入预定轨道,并可从轨道返回地面,可以多次重复使用的航天运输工具。4 R; T* U) ?7 I- [: m- d* l
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北京《科技日报》10月31日报道,根据不同标准,重复使用运载器有多种分类。按照重复使用的比率,可分为部分重复使用和完全重复使用(例如航天飞机、SpaceX的猎鹰九号火箭等属于部分重复使用,英国正在研制的“云霄塔”空天飞行器属于完全重复使用);按主动力形式分为火箭动力和吸气式组合动力;按级数分为单级入轨和多级入轨(一般以两级入轨为主);按起降方式分为垂直起飞/垂直降落、垂直起飞/水平降落以及水平起降。
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& q$ W# D2 G8 q: k+ e- k9 H4 Q! a 陈洪波表示,中国正在研制的重复使用运载器兼具航天器和航空飞行器的特点。与传统一次性火箭相比,中国正基于目前的火箭发动机,通过技术改进让其实现重复使用,将在2020年左右完成首飞。美国国防高级研究计划局主导的XS-1(试验性太空飞机,采用垂直发射、水平着陆模式)也计划在2020年完成飞行试验,可以说,中美可重复使用运载器的研发是“比肩的”。7 g. q+ e" ?! N
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与猎鹰九号相比,该运载器的组合和回收方式有所不同。陈洪波说,猎鹰九号以及传统火箭,各子级是采用串联方式。该运载器的起飞方式与传统火箭一样,都是垂直发射,但优选方案是让一二级并联组合在一起,一级“背”着二级,二级机身设置着有效载荷舱。回收时,猎鹰九号一级是垂直降落于海上平台或陆地回收区域,目前暂未实现第二级的回收。而可重复使用运载器的一二级在完成各自任务后,将分别返回着陆场,像飞机一样水平降落在跑道上。
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! V5 W% F" N5 S- d& w. b SpaceX曾宣称,凭借猎鹰九号一级回收,未来可将航天发射成本降低80%。中国重复使用运载器的目标与其近似。陈洪波说,该运载器的设计重复使用次数在20次以上,初期目标是将单位有效载荷运输成本降至目前的1/5,未来则有望降至1/10。" c2 V2 j8 q8 P6 R& p W" c0 q
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除了降低发射成本,该运载器的发射周期也将大大缩短。据了解,传统火箭的发射准备时间往往长达数月,即使是以快著称的小型火箭“快舟”系列,准备时间也需一周左右。而陈洪波透露,该运载器将引入航空领域的快速检测理念和技术,力求具备一天一次飞行的能力。* ~4 L! E' R$ o* {7 O) T+ ^
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不过,可重复使用航天器的终极目标,仍是能像飞机一样水平起降、可单级入轨的“空天飞机”。但陈洪波表示,该技术难度极大,预计还需要15年左右才能有所突破。
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空间站航天员再也无需担心“断粮”
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% Y/ C$ e% m4 B. e 中国预计2030年前全部完成可重复使用运载器的研发及相关飞行试验( N l+ ^- A! g3 i! z0 T
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据悉,可重复使用运载器技术代表着世界科技前沿,可带动先进材料、先进制造、控制、气动等学科的基础理论研究和技术创新。同时其应用前景极为广阔。据介绍,中国预计在2030年前全部完成可重复使用运载器的研发及相关飞行试验,届时有望成为全世界首个实现完全重复使用运载器研制的国家。
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% d* X6 k1 g7 {& V* R' S 北京《科技日报》报道,陈洪波说,该运载器主要面向300至500公里高度的轨道,可满足未来“快速、可靠、廉价”的航天运输需求。例如能承担未来中国空间站的人员、物资运输任务,也能满足军民两用的有效载荷发射需求,还能开发太空旅游等民用产业。可以想象,未来生活在空间站的航天员再也不用担心“断粮”了,更多人也能有机会前往太空一览美景。1 M4 F, f7 n# G0 O
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(编辑:胡雨桐)# H* w) {; W! J' l
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