騰雲工程,中國可重複使用太空飛行器成功著陸,運輸成本降至1/10

2020-09-07 O黎浩O

SpaceX的獵鷹系列可回收火箭讓很多國人噓唏不已,認為我國的航天發展還不如一家美國民營企業。但大家有沒有考慮過為何美國官方和其它火箭大國的官方都不採用這種方式,而是讓一家民營企業去做呢?

道理很簡單,這並非航天運輸最省錢、可以大幅降低空天運輸費用的方法,只能算是個折中方案。各國都在致力於下一代經濟型往返式太空飛行器的科技攻關,而這遠非民營企業可以勝任。

目前已知的有美國的「X37B」和超燃衝壓發動機都是在為下一代可重複使用太空飛行器服務,英國的「佩刀」協同吸氣發動機Skylon空天飛機,歐盟和日本也有相應計劃,以及中國的「騰雲工程」可水平起降並多次重複使用的新一代空天飛行器,實現廉價、安全、便捷的空天往返飛行。


中國的可重複使用太空飛行器計劃比SpaceX要強大的多


SpaceX目前的發射成本約為普通火箭發射的3/5,而騰雲工程的終極目標是將空天運輸的成本降低至1/10,這才是未來大規模利用太空的技術支點。

騰雲工程一期實驗發射成功,取得階段性成果

9月4日中國可重複使用太空飛行器發射成功的消息相信大家都很高興,但官宣只有寥寥數語,只強調了「為和平利用太空提供技術支撐」。

新華社酒泉9月6日電(李國利、趙金龍)我國在酒泉衛星發射中心成功發射的可重複使用太空飛行器,在軌飛行2天後,於9月6日成功返回預定著陸場。

這次試驗的圓滿成功,標誌著我國可重複使用太空飛行器技術研究取得重要突破,後續可為和平利用太空提供更加便捷、廉價的往返方式。

但也導致大家一頭霧水,搞不懂具體狀況,到底是類似美國X37B的太空飛行器呢,還是類似SpaceX的可回收火箭?


用於可重複使用太空飛行器發射的長徵二號F運載火箭


其實都是,也都不是,這是中國騰雲工程三步走計劃中的第一步實驗技術驗證。

因為只是試驗和技術驗證,三步走中的第一步,正常的科學實驗,所以官方並未大肆宣揚,僅以寥寥數語宣布了事,而並非網絡上某些自媒體說的「字越少、事越大」。

試驗太空飛行器的成功在軌運行、穩定飛行和返回位於我國內陸的預定著陸場地,說明我國騰雲工程第一步已經取得了成功,至少已經追上了美國X37B的步伐。


美國的X-37B也屬可重複使用太空飛行器


騰雲工程是什麼

「騰雲工程」是中國航天科工集團聯合國內優勢機構共同合作研製可重複使用運載器,並計劃於2020年左右首飛,旨在研發可水平起降並多次重複使用的新一代空天飛行器,實現廉價、安全、便捷的空天往返飛行。

2017年新京報快訊報導,中國航天科技集團公司一院正聯合國內優勢機構,研製可重複使用運載器,並計劃於2020年左右首飛。據航天科技集團一院介紹,該運載器設計重複使用次數將達到20次以上。重複使用次數越多,成本越低,初期目標是將運輸成本降至目前的1/5,未來有望降至1/10。

「騰雲工程」的主要目標是:在2030年之前,設計並製造完成中國首架可水平起飛、水平著陸並且可以多次重複使用的空天往返飛行器。


國外發布的中國騰雲工程介紹


騰雲工程的三步走計劃

我國正在推進「重複使用」的航天項目,計劃分為三步走的方式來實現低成本的航天發展。

第一步:垂直起飛,水平降落,實現火箭動力部分可以重複使用;

第一步的目的是利用大推力火箭把可重複使用太空飛行器發射上天,然後自主水平降落,類似美國的X-37B,主要驗證可重複使用太空飛行器的動力系統、隔熱系統、自主控制系統等,相當於一架小型的無人太空梭。

第二步:馱載起飛,水平降落,在前者的基礎上,「馱載」可重複使用的空天飛機;

在第一步的基礎上,拋棄火箭發射升空,由大型飛機「馱載」可重複使用的太空飛行器進入臨近空間,然後依靠自身的動力自主升空。

第三步:水平起飛,水平降落,一種集成渦輪發動機、衝壓發動機、火箭發動機等多種動力的「單獨整體」組合飛行器。


騰雲工程的三步走發展思路


前兩步完成後,預計在2030年,設計成一種不需要其它輔助設備就能從地面水平起飛進入太空的「單獨整體」的組合動力飛行器,可以多次重複使用的空天往返飛行器。

以上只是其中一種計劃,還有另一種計劃是第三步是兩級入軌空天飛行器,具體採用哪種技術路線還看最終試驗和研發的情況。

路雖遠,但未來可期

從騰雲計劃可以看出,9月4日發射的應該是類似X-37B的可重複使用往返器,但由於未來大計劃的差異,很可能許多地方都不同,持續關注後續報導。


中國科工集團展示的騰雲工程模型


SpaceX的獵鷹系列雖然比現有的火箭發射稍微省錢一點,但也並非未來大規模利用太空的長久之計,能水平起飛水平降落的重複使用空天往返器才是最終的解決之道。

感謝我們科工人,雖然成功之路還很長,但未來可期。

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