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中國火箭!即將實現可重複使用,發射成本將降到每公斤5000美元!

科技就是用來降低成本的, 你信嗎?每公斤約5000美元。 這不是某種稀有金屬的價格, 而是低軌衛星發射將來可能的預期報價。 中國航太科技集團公司副總經理楊保華在近日舉行的中國航太高峰論壇上給出上述預期報價可謂誘人。 要知道, 中國目前在國際上最具商業優勢的快舟一號甲火箭, 其發射成本約為每公斤1萬美元。

從“成本約1萬美元”到“報價約5000美元”, 如此大膽的預期的根據是什麼呢?“可重複使用火箭。 ”楊保華透露的這個關鍵字在人們意料之中。 的確, 只有實現可重複運載火箭的技術大跨越, 才有可能這樣大幅降低發射成本, 為從根本上提高中國商業航太的國際競爭力奠定雄厚基礎。

可重複使用火箭是相對於“一次性運載火箭”而言的概念, 指運載器從地面起飛完成預定發射任務後, 全部或部分返回並安全著陸, 經過檢修維護與燃料加注, 可再次執行發射任務。 上海宇航系統工程研究所高工徐大富博士表示, 可重複使用火箭的優點是減少運載器一次性使用後拋棄昂貴的箭體、發動機及電氣設備造成的浪費, 通過多次使用分攤費用來降低運載器的生產與發射成本。

關於可重複使用火箭的類別, 他介紹說, 根據不同的分類方法可以劃分出很多類型, 按重複使用程度可分為部分重複使用和完全重複使用, 按入軌級數可以分為單級入軌和兩級入軌, 按動力類型可分為火箭動力和吸氣式組合動力。

可以反復多次使用,

費用每次分攤當然就可以把成本降下來, 可重複使用火箭降低成本的道理不難理解。 對於降低成本的幅度, 世界上掌握可重複火箭技術的公司之一美國太空探索技術公司曾給出官方預期資料。 該公司副總裁肖特韋爾曾稱, 一級火箭回收復用的初期目標是降低30%發射費用, 多次複用後將降低60%以上。 太空探索技術公司重複利用的“獵鷹9”火箭總造價據測算約為5000萬美元, 而推進劑的成本只有20萬美元, 如果重複使用技術將來進一步走向成熟和完善, 其降低成本的空間無疑巨大。 中國運載火箭技術研究院研發中心總體室主任陳洪波近日接受採訪時透露, 中國可重複使用火箭研製正處於攻關階段, 其最終目標是單位有效載荷發射成本降低至現有一次性運載火箭的十分之一。
與有望大幅降低成本相應的是發射準備時間也可以大幅壓縮。 傳統火箭發射準備動輒數月, 而可重複火箭則有望做到大幅提升空間快速回應能力, 做到快速檢測, 快速發射, 未來可以像飛機一樣實現航班化的天地往返運輸。

可回收火箭技術是世界航太領域一顆最璀璨的“明珠”,是航太大國激烈角逐的最前沿領域之一。關於火箭子級回收的具體技術,中國空間技術研究院研究員龐之浩介紹說有三種。第一種是降落傘垂直下降方案,即在火箭分離後先進行空中制動變軌進入返回地球大氣層的返回軌道,接著在低空採用降落傘減速,最後打開氣囊或用緩衝發動機著陸。這種方案與回收飛船返回艙和返回式衛星類似。第二種是動力反推垂直下降方案,其空中變軌制動同第一種,但在低空採用發動機反推減速,以垂直下降方式降落地面,美國“獵鷹9”火箭採用的就是這種方案。第三種是滑翔飛行水準降落方案,即箭體採用翼式飛行體,在變軌制動後,火箭像飛機一樣水準降落返回地面。這種方案又分為有動力和無動力兩種,後者完全依靠翼身的氣動力滑翔飛行(與美國太空梭著陸類似),而前者是採用裝有渦噴發動機的翼式飛行體,在返回地面過程中啟動渦噴發動機進行巡航機動飛行,可實現更大範圍的回收區選擇(與蘇聯暴風雪號太空梭著陸類似)。

中國對可回收火箭的研究早就開始了。2011年,中國運載火箭技術研究院研發中心開始設立可回收火箭專案,成立了由研究發展中心副總研究師申麟領銜的項目團隊,並對致力於可回收火箭研發的機構進行了調研分析,對上述三種回收方式進行了深入論證。《2016中國的航太》白皮書雖然沒有使用“可回收火箭”這一詞彙,但在“未來五年的主要任務”第一部分“航太運輸系統”中提出,“開展低成本運載火箭、新型上面級、天地往返可重複使用運輸系統等技術研究”。其中“低成本運載火箭”在很大程度上就是指“可回收火箭”。對中國可回收火箭目前的研發狀況,申麟近日接受記者採訪表示,從總體上來講,正處於關鍵技術攻關階段。具體來說,在技術路徑方面,中國沒有選擇單一方式,而是堅持“兩條腿走路”,即沿著“降落傘+氣囊”和“垂直降落”兩種方式進行研發。總而言之,中國運載火箭技術正處在發展進步之中,特別是新型燃料的採用,將可能為回收技術的演進開闢新的路徑。或許正是從這個角度上,申麟在展望中國火箭回收技術在“十三五”期間的發展時,把目光投向以液氧甲烷為推進劑的運載火箭,他希望與團隊一起努力,在火箭回收技術上取得新的重大突破,早日打造出屬於中國的能大幅降低成本的可回收火箭。我國的火箭走上低成本化指日可待,說不定哪天火箭一不小心就民用化了,小夥伴們,你說呢?

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可回收火箭技術是世界航太領域一顆最璀璨的“明珠”,是航太大國激烈角逐的最前沿領域之一。關於火箭子級回收的具體技術,中國空間技術研究院研究員龐之浩介紹說有三種。第一種是降落傘垂直下降方案,即在火箭分離後先進行空中制動變軌進入返回地球大氣層的返回軌道,接著在低空採用降落傘減速,最後打開氣囊或用緩衝發動機著陸。這種方案與回收飛船返回艙和返回式衛星類似。第二種是動力反推垂直下降方案,其空中變軌制動同第一種,但在低空採用發動機反推減速,以垂直下降方式降落地面,美國“獵鷹9”火箭採用的就是這種方案。第三種是滑翔飛行水準降落方案,即箭體採用翼式飛行體,在變軌制動後,火箭像飛機一樣水準降落返回地面。這種方案又分為有動力和無動力兩種,後者完全依靠翼身的氣動力滑翔飛行(與美國太空梭著陸類似),而前者是採用裝有渦噴發動機的翼式飛行體,在返回地面過程中啟動渦噴發動機進行巡航機動飛行,可實現更大範圍的回收區選擇(與蘇聯暴風雪號太空梭著陸類似)。

中國對可回收火箭的研究早就開始了。2011年,中國運載火箭技術研究院研發中心開始設立可回收火箭專案,成立了由研究發展中心副總研究師申麟領銜的項目團隊,並對致力於可回收火箭研發的機構進行了調研分析,對上述三種回收方式進行了深入論證。《2016中國的航太》白皮書雖然沒有使用“可回收火箭”這一詞彙,但在“未來五年的主要任務”第一部分“航太運輸系統”中提出,“開展低成本運載火箭、新型上面級、天地往返可重複使用運輸系統等技術研究”。其中“低成本運載火箭”在很大程度上就是指“可回收火箭”。對中國可回收火箭目前的研發狀況,申麟近日接受記者採訪表示,從總體上來講,正處於關鍵技術攻關階段。具體來說,在技術路徑方面,中國沒有選擇單一方式,而是堅持“兩條腿走路”,即沿著“降落傘+氣囊”和“垂直降落”兩種方式進行研發。總而言之,中國運載火箭技術正處在發展進步之中,特別是新型燃料的採用,將可能為回收技術的演進開闢新的路徑。或許正是從這個角度上,申麟在展望中國火箭回收技術在“十三五”期間的發展時,把目光投向以液氧甲烷為推進劑的運載火箭,他希望與團隊一起努力,在火箭回收技術上取得新的重大突破,早日打造出屬於中國的能大幅降低成本的可回收火箭。我國的火箭走上低成本化指日可待,說不定哪天火箭一不小心就民用化了,小夥伴們,你說呢?

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