形成多种技术方案
早在20世纪五六十年代,人类就已经开始了对重复使用航天运输系统相关技术的探索。经过几十年发展,主要航天大国和地区已拥有不同程度的重复使用技术储备,形成了多种典型的重复使用运载器方案。其中,根据入轨级数,可分为多级入轨方案和单级入轨方案;根据起降方式,可分为垂直起降方案、垂直起飞水平着陆方案、水平起降方案;根据回收方式,可分为部分重复使用方案和完全重复使用方案等。
目前,火箭发动机技术已经相对成熟,是首选的推进方式,而组合动力则是未来重要的发展方向。火箭动力两级入轨重复使用航天运输系统的一级,是国内外重复使用技术关注的焦点。
美国太空探索技术公司的“猎鹰9号”就是可重复使用的运载火箭,其利用重复使用带来的低成本优势,在全球商业航天发射市场发展迅速。过去1年,“猎鹰9号”发射30余次。近日,“猎鹰9号”火箭携“龙”飞船,将美国私营企业公理航天公司组织的“私人”宇航团队送往国际空间站。
在民营航天领域,中国航天企业近年来也相继开发可重复使用的运载器。近日,中国航天科工航天三江所属火箭公司自主研发的快舟火箭可重复使用技术试验箭顺利完成垂直起降试验,为快舟系列可重复使用液氧甲烷运载火箭的研制奠定了基础。不久前,朱雀三号可重复使用火箭垂直返回技术在酒泉卫星发射中心完成首次飞行试验,该火箭是中国首款不锈钢液体运载火箭,以液氧甲烷为燃料。朱雀三号箭体直径4.5米,一子级设计复用次数不少于20次,具备一箭多星、平板堆叠卫星集群发射的能力。朱雀三号贮箱结构采用高强度不锈钢材料,发射成本相较一次性使用火箭可降低80%至90%。
可重复使用航天器具有低成本、高可靠性的技术特征,能满足未来廉价、自由进出空间的发展需求。除了向空间站等系统补充人员和物资之外,可重复使用航天器还可以搭载乘客,以更低的成本实现更高效的太空旅行。
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