航天器重复用往返太空更便捷

日前，中国在酒泉卫星发射中心运用长征二号F运载火箭，成功发射一型可重复使用的试验航天器。

试验航天器将在轨运行一段时间后，返回国内预定着陆场，其间将按计划开展可重复使用技术验证及空间科学实验，为和平利用太空提供技术支撑。

航天器的可重复使用技术是国际航天领域的焦点之一，也是中国建设航天强国的重要一步。

作为前沿航天技术，可重复使用航天器不仅可以降本增效，而且有望让太空旅游成为可能。

技术研究有突破

可重复使用航天器是指可以重复使用、能够迅速穿越大气层、自由往返于地球表面与太空之间、运送乘员和有效载荷的航天器，也可以指较长时间在轨停留和机动、完成各种任务的航天器，包括载人飞船、货运飞船、推进飞行器、行星着陆器、航天飞机等。

2023年12月14日，中国成功发射一型可重复使用的试验航天器。

在此之前，中国曾分别于2020年9月4日和2022年8月5日发射过可重复使用航天器。

其中，2022年发射的可重复使用航天器，在轨飞行276天后成功返回地球，标志着中国可重复使用航天器技术研究取得重要突破，后续可为和平利用太空提供更加便捷、廉价的往返方式。

中国载人航天工程办公室主任郝淳此前表示，为进一步提升工程的综合能力和技术水平，中国将研制新一代载人运载火箭和新一代载人飞船。

其中，新一代载人运载火箭和新一代载人飞船的返回舱都可以实现可重复使用。

去年底，美国X-37B轨道实验飞行器搭乘重型猎鹰运载火箭成功进入太空，执行第七次飞行任务。

X-37B飞行器于2010年首飞，由美国波音公司制造，长约9米，翼幅约4.6米，外形类似航天飞机，但体积只有航天飞机的1/4，部分供电来自太阳能。

这种飞行器配备自动着陆系统，由火箭送入太空，返回时像飞机那样在跑道上滑行降落，可重复使用，但不载人。

该飞行器能够执行通信中继、地面观测等任务，具有广泛的军事和民事用途。

解决成本和产能问题

可重复使用也是运载火箭发展的必经之路，将成为人类大规模进出空间的重要途径。

近年来，中国在一次性运载火箭的技术基础上开展可重复使用运载火箭的相关技术攻关，取得了积极进展。

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成功首飞。

2022年8月26日，由中国运载火箭技术研究院自主研制的升力式亚轨道运载器重复使用飞行试验获得成功。

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。

这些成功的飞行试验，有力推动了中国航天运输技术由一次性使用向重复使用的跨越式发展，为重复使用天地往返航天运输技术发展奠定了坚实基础。

一次性运载火箭长期是人类进入空间的主要运输方式，为什么要发展可重复使用的运载火箭？中国科学院院士、中国航天科技集团科技委主任包为民指出，随着进出空间规模需求的快速增长，一次性运载火箭在发射成本、履约周期和产能需求等方面均面临巨大挑战，发展可重复使用运载火箭能够很好地解决以上问题。

包为民说，综合来看，可重复使用运载火箭在发射成本和发射频次上相比一次性使用运载火箭具有明显优势，是实现1小时全球抵达、天地往返运输等大规模、低成本进出空间运输系统的重要途径。

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。

未来，在太空旅行过程中，可重复使用运载器动力系统沿用火箭发动机，起飞阶段就像火箭发射一样，爬升到距地球约100多公里的亚轨道上，停留约10分钟后，再依靠惯性像飞机一样返回地球，水平着陆。

整个过程大约30分钟，全程都按照预定程序，全自动飞行。

游客不用穿宇航服，甚至可以带手机拍照发朋友圈，像航天员一样在舱内飘来飘去，透过窗户从太空眺望地球。

由于运载器本身有纠错功能，即使指令有误，也能返回正确轨道。

因此，游客还有机会体验太空驾驶的乐趣。

可重复使用、高可靠性和高安全性是未来航天器的重要发展方向。

当前，在可重复使用的航天器发展方面还存在许多挑战，如航天器在重返大气层时需要先进的隔热保护，也需要坚固可靠的着陆系统和可靠高效的推进系统。

美国：空天飞机是个无底洞，我们早砍了! 中国：那是你不会降成本!

远处，天空传来一声低沉的轰鸣，一道流畅的影子划破天际，轻盈地掠过跑道上方，平稳落地，减速滑行，最终稳稳停在了停机坪上。

仅仅20分钟，从酒泉卫星发射中心到阿拉善右旗巴丹吉林机场，一趟看似平常的飞行。

如果只看这落地的一幕，或许你会误以为这只是一架普通的客机正在进行例行试飞。

然而，这架外观充满未来感的飞行器，几分钟前刚刚从离地百公里的亚轨道边缘一路滑翔而来。

中国航天科技集团随后官宣，我国首型亚轨道可重复使用运载器试验飞行取得圆满成功！它不仅实现了与普通飞机一样的水平起降，更标志着中国在低成本航班化太空运输的全球竞赛中，迅猛地迈入了第一梯队。

消息犹如一枚重磅炸弹，瞬间传遍全球。

海外的航天大佬们，揉了揉惺忪的睡眼，仿佛在做梦。

等等，这到底是怎么回事？空天飞机？不是二十年前就被判定为‘无底洞’，直接砍掉了吗？中国怎么不但做出来了，还做成了20分钟一趟的‘太空班车’？ 事情远比表面看上去复杂得多。

这不仅仅是一次普通的试飞，更是一场跨越三十年的路线决战，一场工业能力差距的降维打击。

## 美式悲剧：被军方指标绑架的吞金巨兽 要真正理解这20分钟的含金量，必须先拨开历史尘埃，看看当年美国航天局（NASA）是如何被空天飞机坑得苦不堪言的。

本应是人类梦想中的终极航天形态——像飞机一样水平起降，进出太空，随时待命——航天飞机承载了无数希望。

早在20世纪70年代，美国就在这个方向上投入了巨大的资源。

然而，航天飞机最终变成一场噩梦，是因为它一出生就被五角大楼绑架了。

彼时，冷战如火如荼，美国空军提出了一个近乎疯狂的要求：航天飞机必须具备一次轨道跨越的能力。

简单来说，军方希望航天飞机从本土起飞，绕地球飞一圈时，直接在苏联上空截击并摧毁苏联的卫星，然后不经过二次调整，凭空在大气层顶端做一次超大角度的侧向滑翔，直接返回美国本土。

为了满足这个带有浓厚科幻色彩的军事需求，原本设计精巧、轻盈的航天飞机被迫改用臃肿的机身和巨大的双三角翼。

整机重达近100吨，这导致了重返大气层时的热流和控制难度飙升至物理极限。

后果是灾难性的：首先是那令人沮丧的手工贴瓷砖的噩梦。

为了抵抗极端的高温，航天飞机的腹部需要贴上约3万块隔热瓦（HRSI）。

由于机身曲面复杂，每块瓦的形状都千差万别。

每次返回后，技术人员只能拿着小锤子，一块一块地敲击，听声音判断瓦片是否有松动，再用有机硅胶水重新粘合。

其次是高昂的维修成本，维修费用甚至比购买新车还要贵。

宣称的可重复使用仅仅是一种空洞的承诺。

每次返回后的拆解检测，都需要耗费数月时间。

最终，巨额的账单压垮了航天飞机计划：整个项目烧掉了1960亿美元，平均每次发射的成本高达15亿美元！2003年，哥伦比亚号因一块脱落的防热泡沫砸毁了左翼隔热瓦，机毁人亡，彻底宣告了这项计划的终结。

在2001年，NASA又试图搞全复合材料的单级往返空天飞机原型机（X-33），结果烧掉了13亿美元，结果液体氢燃料箱直接炸裂，项目被迫叫停。

西方航天界由此得出一个铁律：翼式滑翔/空天飞机路线就是一个无底洞！ 只有通过SpaceX那样的火箭垂直回收（VTVL）才能实现可重复利用的未来。

## 30年的隐忍：不是路线错，是你们当年生不逢时 西方高呼此路不通，但中国航天人却在废墟中看到了希望。

时光倒流到1986年，中国制定863计划时，航天界曾爆发过一场长达数年的论战：中国的载人航天，究竟是跟随美国搞航天飞机，还是走传统的飞船路线？ 以庄逢甘、顾诵芬等为代表的专家团队经过严密的计算，得出了一个前瞻性的结论：航天飞机的理念确实具有革命性，但70年代的材料学和计算能力根本无法支撑它的野心。

当时强行上马，无异于用农业时代的底座去建造工业时代的飞船，注定要失败。

于是，中国制定了谨慎的两条腿走路的战略：一方面，用载人飞船（神舟系列）稳扎稳打地解决空间站问题；另一方面，对高升阻比的可重复使用运载器保持战略定力，默默攻克材料和算法难题，等待技术成熟再给西方一个惊喜。

三十年一晃而过，当中国工业底座全面爆发时，当年卡住美国的技术难题，一个接一个被解开了：防热瓦碎裂？ 现代中国已经搞出了一体化成型的高温碳基/硅基复合材料，机身就像穿了一件无缝的纳米防晒衣，再也不需要人工敲瓷砖、刷胶水了。

气动控制难度太大？ 现代超算结合大模型与高精自主控制算法（飞控系统）能够让飞行器在极高热流和超音速状态下自动调整气动舵面，比当年宇航员手动操作精准成百上千倍。

这并不是中国照搬美国的路线，而是中国利用21世纪的现代工业能力，强行复活了一条被上一代科技强国抛弃的神级路线。

## 降本密码：把特技大蹦极改成太空客运班线 许多读者可能好奇，既然SpaceX的火箭回收技术已经成熟，为什么中国非要执着于这种水平着陆（HTHL）的空天飞机模式呢？答案在于降成本和商业化这两个维度，两者逻辑截然不同。

如果用日常交通工具来比喻，你就能立刻明白其中的道理： | 维度 | 火箭垂直回收 (如SpaceX) | 中国水平着陆运载器 (空天飞机路线) | |---|---|---| | **回收姿态** | 高空扔砖头：靠发动机最后时刻点火反推，对场地和姿态控制要求极高 | 超音速冲浪：利用大气层升力悠闲滑翔，像民航客机一样缓缓着陆 | | **乘客体验** | 特技大蹦极：过载高达 4G-8G，普通人分分钟晕厥，需要魔鬼训练 | 高铁二次接地：平缓下滑，过载仅 1.5G-2G，就像坐了一趟推背感强的民航客机 | | **基础设施** | 必须建造极其昂贵且专用的垂直回收阵地或海上回收船 | 白嫖现有基建：直接降落在阿左旗巴丹吉林机场这种标准民用跑道上 | | **维护成本** | 发动机每次被强行反推剧烈震动，需要深度检修 | 机身内置海量传感器，AI秒级完成自检，加满油第二天就能接着飞 | 看到关键点了吗？中国亚轨道运载器的核心降本密码在于它彻底摆脱了对专用航天发射场的依赖。

只要有一条足够长的普通民用机场跑道，它就能安全降落，将天地运输成本降低了80%以上！从过去倾全国之力的高精尖科研工程到如今的，中国将其硬生生转变为一种高频次、标准化、基础设施化的工具化物流。

## 降维打击：从科研大戏到太空出租车 站在更高的视角来看，20分钟的酒泉-阿拉善飞行，仅仅揭开了星际物流时代的一角。

* **第一层：地对地一小时全球通达**。

此次验证的是亚轨道技术。

如果将这种高升阻比运载器用于洲际客运，未来的画面将极其震撼：在北京吃完早餐登机，运载器冲出大气层进行亚轨道滑翔，1小时后就能平稳降落在纽约或伦敦的机场。

传统民航15个小时的煎熬，被直接压缩了一个数量级。

* **第二层：真正触手可及的大众太空旅游**。

当运输成本降低80%，且过载控制在普通人身体能轻松承受的2G以内时，去太空看黑色的宇宙背景和蓝色地球弧线，将不再是亿万富翁的专属。

未来一张太空机票的价格，有机会拉低到数十万元人民币，进入了许多中产阶级消费的射程之内。

* **第三层：商业航天与空间站补给的高频化**。

未来的近地空间站补给，将不再需要提前数月策划、安排庞大的地面团队。

需要紧急送去零部件或科研载荷？直接安排一趟亚轨道班车，当天发车，当天送达。

西方曾经以为，放弃昂贵的航天飞机，用火箭回收就锁死了商业航天的天花板。

而中国航天的答案则简单直接：你觉得是无底洞，是因为你当年站在了错误的时代节点上；等中国把现代材料、算法和工业供应链全部推平之后，这片天空，该换一种玩法了。

当曾经高不可攀的太空探索，变成民用机场跑道上日复一日的起飞与降落，人类通往星辰大海的大门，才算真正被推开了一道缝隙。

海上发射，陆地“掌舵”！谷神星一号海射型遥八运载火箭发射成功

今天，注定不平凡。

11时39分，谷神星一号海射型遥八运载火箭，伴随着耀眼的橘红色尾焰和震耳欲聋的轰鸣，从山东日照附近海域起航，成功将西光肆号01星送入预定轨道。

这是日照近海迎来的第八次海上火箭发射，更是一次划时代的创新——“陆地指挥、海上发射”，一个前所未有的概念，在这里变为现实。

火箭依旧在海面上蓄势待发，却将“方向盘”交给了远端的陆地指挥大厅。

人群中，航天爱好者的身影格外醒目。

他们如同忠实的守望者，手持长焦相机和三脚架，精准地捕捉着海天相接的那一瞬间。

“位置是提前踩好的，角度调整了一上午，”一位戴着墨镜的爱好者说道，语气里充满着对这一刻的期待，他难得请了一天假，只为亲眼见证这场科技盛宴。

“日照，厉害了！”手机直播间里，网友的弹幕疯狂滚动，带着对家乡的自豪。

他们是这场太空之旅的见证者，也是这份骄傲的分享者。

70多岁的董先生，第一次近距离观看火箭发射，激动之情溢于言表。

“挺期待的，这等场面实在难得。

”他感慨着，火箭发射越来越普及，能够近距离感受祖国的强大，这种感觉真好。

“现在，人们有了这么直观、震撼的观赏机会。

”来自连云港的刘女士，早早地带着孩子赶来，这是给孩子最好的航天教育。

“请假回来，就为了带孩子看看火箭。

”她紧张地等待着，连去卫生间都不敢，生怕错失点火的惊险时刻。

六岁的女儿被爸爸高高抱起，好奇的眼睛紧紧盯着海面，稚嫩地问：“爸爸，火箭一会儿真的会飞起来吗？”车水马龙，来自临沂的李先生，历经数小时的奔波，终于赶上了这次难得的机会。

“激动啊！终于到场了！”他兴奋地说，沿途车辆络绎不绝，许多外地车牌都带着对这场太空奇观的渴望。

11时39分，随着倒计时的结束，橘红色的火焰瞬间划破天际，巨大的轰鸣声震彻云霄，白色火箭缓缓升空，速度越来越快，尾迹拖曳成一道耀眼的光芒直插云霄。

海岸线，掌声、欢呼声和快门声交织在一起，形成了一曲赞美科技进步的交响乐。

无数镜头追随着那道腾空而起的弧光，直至它消失在云层深处。

“发射成功！”人群中爆发出一阵欢呼，很快就被更大的声浪淹没。

然而，与以往不同的是，这枚火箭的“大脑”，却转移到了日照的陆地指挥大厅。

过去的海上发射，火箭和测控设备都安置在海上平台，而这次，指挥中心搬到了更加平稳的陆地。

这意味着更从容的调度，更稳定的测控环境，也意味着日照这座城市在航天保障链条上占据了更加重要的地位。

随着山东海商发日照指控中心的启用，日照拥有了专属的陆地火箭发射指挥中心，“陆地指挥、海上发射”的全新模式终于落地。

这不仅仅是一次发射保障任务的升级，更是日照商业航天发展的重要里程碑，近海发射场正朝着真正的商业航天发射港迈进。

本次发射携带的是西安中科西光科技集团有限公司研制的西光肆号01星，它将为全球用户提供高分辨率的卫星遥感数据服务。

此前，谷神星一号和捷龙三号已经累计在日照近海执行过7次海上发射任务，安全送入了50颗卫星。

每一次发射，都是一次经验的积累，一次技术的进步。

从第七次到第八次，发射次数不断攀升，发射模式也在悄然升级。

陆地指挥大厅的屏幕上，数字跳动着，宣告着每一个新的倒计时。

这座与航天结下了不解之缘的城市，正谱写着属于它的航天新篇章。

当一枚枚“定海神针”从日照海面腾空而起，它们不仅仅承载着科技的梦想，更承载着日照的希望和未来。