2018年,我航天工业确定了三种研发可重复使用火箭的路线,第一个是基于现有火箭进行升级,开展主发动机重复使用技术研究,2025年前后实现回收和部分可重复使用。
出品:兵器瞭望台(第2038期 头条独家)
今年中国航天日为4月24日,我国航天工业取得的成就举世共睹,不仅实现了载人航天,还将探测器送到了月球背面,连续两次实现月面软着陆。在取得成就的同时,我们也应该正视自己的短板,也意味着今后我们应该从哪些方面开始努力。目前世界上最风靡的技术流就是可重复使用火箭,相关技术我们也在研发中,目前世界上只有一款火箭能够实现重返发射场后重复使用,这就是SpaceX公司的猎鹰9号火箭。
该火箭将有效载荷送到轨道后,可返回第一级发动机,埃隆-马斯克在经过多年努力之后取得了这个成就。他的目标是利用重复使用火箭完成火星殖民,一切都在推进之中,包括已经连续失败多次的星舰飞船原型机测试。
除了埃隆-马斯克外,技术企业家杰夫-贝佐斯也有类似的想法,旗下Blue Origin航天公司正在开发一系列可重复使用的火箭和航天器,比如新谢泼德亚轨道飞船。该飞船在过去5年内进行了12次无人试飞,但是距离商业飞行还有一段距离。贝佐斯还投入25亿美元开发“新格伦”运载火箭,这也是一种可重复使用的火箭,配备了7台BE-4甲烷燃料发动机,近地轨道运载能力为50吨,也具备前往月球的能力。猎鹰9号火箭的重复使用测试仍然不能超过10次,新格伦火箭也存在动力上的问题,动力装置还没有研发成功。
但这款火箭发动机已经被联合发射联盟预定,安装在火神火箭上,每枚火神火箭都会安装一对,用来重复地面使用。在返回时,可充气的超音速护罩会被打开,这也是另一种可重复技术。在过去的两年中,我们还没有看到可重复使用的经济效益,埃隆-马斯克的技术正在逐渐成熟,至少降低了在返回地面时发生事故的次数。SpaceX在2018年发射了最终版本的“猎鹰9号”Block 5,基本证明其具备较为成熟的可重复使用能力,Block 5型号设计重复使用次数为10次,但不超过10次,两次飞行之间的维护时间和花费最少。从可靠性的角度来看,“猎鹰9号”Block 5已经能够进行至少4次重复使用,目前SpaceX还没有重复使用10次的第一级助推器。到目前为止,SpaceX已完成31次发射任务,使用了14枚Block 5第一级助推器,其中包括2次重型猎鹰的试飞,每次使用3个助推器。
美国私人企业在可重复使用火箭上的进步也给我们新的启发,2018年,我航天工业确定了三种研发可重复使用火箭的路线,第一个是基于现有火箭进行升级,开展主发动机重复使用技术研究,2025年前后实现回收和部分可重复使用。第二个是研发新火箭,采用国际上比较流行的液态甲烷发动机。第三是研发水平起降的可重复使用航天器,使用吸气式组合发动机,为单级入轨运载器成功研发进行铺垫。本次航天日也是全民一次深度的航天科普,接下来最令人期待的就是嫦娥5号,该任务又将引发一次全民热爱航天的浪潮。