军事:中国空天飞机首飞时间披露 所用运载火箭可实现回收(5)
正在探索研究的金属氢等高能技术如能实现,可用作未来的火箭燃料,将会使运载火箭的性能产生飞跃提高。核反应堆小型化技术如能取得实际突破,将出现核动力运载火箭。这些技术都会引起航天变革,影响极大。
2.2 运载火箭多次重复使用技术
美国民营SpaceX公司的猎鹰9号火箭和猎鹰重型火箭(FHR)开启了运载火箭回收重复使用的先例。运载火箭回收重复使用是降低火箭发射成本的主要手段。运载火箭重复使用次数越多,经济效益越好。重复使用200至1000次已在考虑之中,将会使运载火箭发射成本降低到1%水平或更低。这样才能大幅度降低卫星发射价格,才能使月球和火星的开发在经济上承担得起,才能使太空旅游普及到富裕民众。
运载火箭垂直发射垂直降落回收是当前的热门。除猎鹰火箭外,美国蓝色起源Blue Origin公司于2018年4月30日成功发射的新谢泼德火箭也实现垂直降落回收。但是,运载火箭垂直降落回收的技术难度很大,不容易成功。猎鹰9号火箭的回收经历了多次失败。猎鹰重型火箭在成功回收两侧火箭的同时仍有中心火箭回收失败。我国在研制和试验长征八号运载火箭时,对此要有充分的思想准备。要努力创新进行改进,并及时申请相关专利。
运载火箭垂直发射水平降落技术难度较小,回收可靠性高,着陆平稳和回收次数增多。美国宇航局 NASA研制的航天飞机、X-37B空天飞机和将于2020年发射的XS-1试验太空飞机都是采用这种回收方式。中、俄、日等国也都在积极研究这种回收方式。计划于2020年首飞的中国空天飞机采用一级背着二级的设计,能实现一、二级有翼运载火箭的全部回收。

中国未来的空天飞机假想图
源于英国云霄塔火箭的水平起飞水平降落运载火箭及其吸气与火箭组合式发动机(复合预冷发动机),是最先进的空天飞行器及其发动机,计划重复使用200次。英、美、中、日等国都在积极研究这种单级入轨或双级入轨和全部回收的有翼火箭及其发动机。由于技术难度很大,各国分别研究了几年或几十年,都没有达到实用试验阶段。中国的单级入轨火箭计划于2030年试飞。
由于运载火箭多次重复使用技术面广和难度较大,需消耗回收用推进剂或设置机翼,可靠性随着重复使用次数的增加而降低,美国SLS Block2运载火箭和中国长征九号运载火箭仍然选择一次性使用。这样可以像土星-5运载火箭那样规格不太大、技术相对简单和继承性好,能可靠载人登月登火星。
