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太空探索是人类永恒的梦想,也是国家实力的重要体现。为了提升我国探索太空的能力,我国在可重复使用航天器技术研究方面取得了重要突破。

今天,2022年8月5日,我国在酒泉卫星发射中心,运用长征二号F运载火箭,成功发射可重复使用试验航天器,在轨飞行276天后,于2023年5月8日成功返回预定着陆场。此次试验的圆满成功,标志着我国可重复使用航天器技术研究取得重要突破。

2020年9月4日,可重复使用试验航天器在我国的酒泉卫星发射中心,利用长征二号F运载火箭成功发射。这是它的首次飞行中国航天飞机,两天后,也就是2020年9月6日,我国宣布,在酒泉卫星发射中心成功发射的可重复使用航天器,成功返回预定着陆场。相较之下这次在轨飞行时长已经有了很大的提升。

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准时点火起飞,按照设定程序完成飞行后,平稳水平着陆于阿拉善右旗机场,首飞任务取得圆满成功。

2022年11月12日,美国X-37B轨道试验飞行器在轨飞行了908天后,降落在肯尼迪航天中心,完成第六次任务,之前它的记录是780天。我国的可重复使用试验航天器是一种类似于美国X-37B的空天飞机,可以在轨运行一段时间后,像飞机一样返回地面,并且可以重复使用。它的主要目的就是为了验证可重复使用和在轨服务技术,为和平利用太空提供技术支撑。

我国为打造“可重复使用航天运输系统”,纵观重复使用航天运输技术的国内外发展情况,并基于对各类技术发展的分析研判,提出适合我国具体国情的重复使用航天运输系统战略发展思路:从部分重复使用到完全重复使用、从火箭动力到组合动力、从两级入轨到单级入轨。

第一阶段

实现火箭动力部分重复使用运载器工程应用主要依托火箭构型重复使用一级、升力式重复使用运载器一级。这一阶段主要是以解决运载火箭航/落区安全问题、初步实现低成本绿色航天为目标,以火箭构型重复使用为切入点,推动现有型号更新换代。

第二阶段

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实现火箭动力完全重复使用工程应用,主要依托完全重复使用运载火箭、升力式两级重复使用运载器。这一阶段以提升快速、廉价、安全进出空间能力中国航天飞机,实现航天运输系统完全重复使用和航班化运行为目标,以火箭动力、两级入轨、水平着陆的完全重复使用航天运输系统为发展重点,推动航天运输由一次性使用向重复使用的创新与跨越。

第三阶段

组合动力重复使用具备应用能力。这一阶段以实现不依托发射场的更加便捷、快速、重复进出空间能力为目标,以组合动力、水平起飞、水平着陆的重复使用航天运输系统为发展重点,推动自由进出空间能力的形成,使我国站在该领域的世界前列。

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我国重复使用航天运输系统发展思路图

基于战略发展思路及步骤,我国重复使用航天运输系统的发展路线将按照火箭构型重复使用、升力式火箭动力重复使用、组合动力重复使用三条技术途径同步开展研究,梯次形成能力。

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重复使用航天运输系统的三条技术途径发展路线图

发展重复使用天地往返航天运输技术是我国由航天大国迈向航天强国的重要标志,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。

我国的可复用航天器,回收火箭技术,正在如火如荼的开展研究。对于可重复使用运载器的研究,并不如大众想的十分容易,可重复使用技术的一大优点,就是可以节约成本。但火箭设计复杂,能重复使用的部分不多。火箭回收后的维护,检测可能比火箭复用部分本身还昂贵。我国的火箭技术目前还需攻克许多技术难题,因此优先度最高的是提高火箭载荷以及安全性。我国航天都是脚踏实地的走过来的,因此今天的可重复使用航天器成功着陆,绝对是扎实稳健的成功。

可重复使用试验航天器的成功着陆,对未来探索太空具有着积极的影响:

推动可重复使用技术发展

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本次试验中,我国试验航天器采用了多项可重复使用技术,证明了这些技术在航天领域的可行性和优越性。这对推动我国在可重复使用技术方面的进一步发展具有积极作用。

推动深空探测和载人航天事业的发展

无人自主降落技术的成功应用,将为我国未来的深空探测和载人航天事业提供宝贵的技术经验和实践经验。

推动卫星导航、地球观测和通信领域发展

轨道控制技术的提高,将为我国在卫星导航、地球观测和通信等领域提供更加精准和有效的支持。

当前,商业航天受到越来越多的关注和重视。降低成本,提高发射效率,也越来越重要。随着可重复使用航天器的后续发展成熟,未来商业航天能更加“经济、快速、可靠”进出太空,进一步压缩进出太空的成本。为和平利用太空提供更加便捷、廉价的往返方式。

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相关知识

空天飞机又称“航空航天飞机”,是一种新型及大部分国家在研究及发展阶段的航天运输系统,既能够航空亦能够执行航天飞行,是集航空器、航天运载工具及航天器于一身的航空航天飞行器,亦可以作为载人航天器,可以重复使用。

空天飞机上同时有飞机发动机和火箭发动机,起飞时也不使用火箭助推器,可以像飞行器一样从飞机场跑道上起飞,以高超音速在大气层飞行,直接进入航天,成为航天器,降落时亦可以像飞机一样在飞机场跑道上降落。空天飞机将会是21世纪世界各国争夺制空权和制天权的关键武器之一。目前美国、俄罗斯、中国、日本及德国都在研究空天飞机,但没有获得实质成功,多数方案还是要靠抛弃式运载火箭升空,类似老式航天飞机观念。美国曾在90年代研发冒险之星飞行器,但最后关键技术无法突破而终止。

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