有了可重复使用试验航天器 空天飞机离我们有多远?

  9月4日,我国在酒泉卫星发射中心,利用长征二号F运载火箭,成功发射一型可重复使用的试验航天器。根据新华社的相关报道,试验航天器将在轨运行一段时间后,返回国内预定着陆场,期间,将按计划开展可重复使用技术验证,为和平利用太空提供技术支撑。

有了可重复使用试验航天器 空天飞机离我们有多远?

  本次试验基于便宜可靠的长2F火箭

  与我国以往的航天发射相比,此次发射最大的特点就是其高度的保密特征。在此之前,我国进行的各类航天发射中有着各种用途,但其中的绝大多数都会在发射后公布相关的火箭升空图像信息,其中不少重要的航天发射还会进行包括现场直播在内的各类报道,而这次航天发射虽然也有公开的新闻报道,但有关的图像资料却是难觅踪影。尽管如此,在发射之前有关长征2号F配备5米级别大型整流罩,执行载人航天以外发射任务的传闻,加上该航天器“可重复使用”的关键性特征以及有关该航天器轨道与美国无人航天器X-37B的相似的说法,此次发射的航天器是国产无人航天飞机的猜测也成为了主流。

  航天飞机与空天飞机在名字上只有一字之差,但技术难度却相隔甚远。真正的空天飞机不需要借助火箭助推就能自由进出太空,这是目前包括X-37B在内的人类航天器所无法做到的。目前的航天飞机不管有人无人,技术上能够实现的,都是通过火箭助推进入太空,然后通过自行滑翔返回大气层内,并在机场跑道上降落,并在经过维护保养后再次进行航天发射任务。从航天飞机的历史来看,最早的航天飞机所拥有的技术优势并不是能够重复进入太空,而是利用太空和高层大气的环境来实现高速飞行,从而实现洲际打击能力和高超音速的突防能力。

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  从军事角度来看,最早提出可重复使用的航天飞机是上世纪50年代后期美国空军提出研发的X-20飞机,该机从1957年10月开始研发,采用火箭发动机作为动力,使用运载火箭作为助推级进入太空,搭载一名飞行员,并有一个可以装备各种设备的舱室。美军最初计划分成几个阶段研制该型航天飞机,先作为科研设备进行试飞,随后为期装备侦察设备,成为一款高超声速的太空侦察机,最终发展为可以携带核弹头执行洲际核轰炸任务,并且极难被有效拦截的太空核轰炸机。

  尽管该项目由于耗资巨大且进展缓慢,在只造出全尺寸模型后就在1963年被美国国防部取消,但该项目不仅影响了美国此后启动的、以民用航天为主要用途的航天飞机计划,同时还影响了作为战略竞争对手的苏联。为了获得与美国相类似的能力,苏联在1965年启动了代号为“螺旋50-50”的航空航天系统研制计划,计划研制一款与X-20相似的航天轰炸机,但由于该项目在1972年被取消,除了作为阶段性试验的米格105验证机,这一计划也没有取得实质性的进展。

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  相比之下,最终成型的航天飞机项目都是美国研制的,包括1981年开始投入太空发射、2011年正式退役的航天飞机项目,以及近年来行动高度保密的无人航天飞机X-37B项目。二者的性质上虽然可以算是一军一民,但其共同的特点在于其主要用途都是以容纳太空载荷的货仓和机械臂为主要工具,进行航天器的施放和捕捉。由于不携带实质性的太空武器,二者的用途都够不上“太空军用化”的标准,如果此次发射的国产可重复使用试验航天器在整体概念上与前二者相类似,确实也符合有关其“为和平利用太空提供技术支撑”的用途描述。

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  图文无关

  虽然航天飞机概念在通过重复使用以降低成本的概念上在过去数十年中并未获得成功,但一方面小型化、可重复使用的航天飞机却能够在发射和回收各类中小型人造卫星上拥有其独特的优势,特别是如果航天飞机能够按照人类在上世纪60年代的设想,使用大型化、可反复使用的有翼可飞回助推器取代运载火箭成为其入轨的助推级,在其较高的初期投资之后就可以有效的降低使用成本,从而大大降低航天发射的成本,并缩短航天发射的准备周期。对于需要在某些情况下进行大量应急发射的环境下,这类可重复使用航天器无疑是比起各种固体运载火箭更加合适的发射手段。

  目前来看,无论是很早就露面、挂载轰-6机身下进行试验的“神龙”飞行器,还是能够追溯到“921”载人航天工程论证早期的有翼可飞回助推器和轨道器组合,或者本次已经发射却犹抱琵琶半遮面的可重复使用试验航天器,在本质上都属于不同构型的航天飞机方案。他们虽然都能重复使用,其进入太空的具体构型也并不完全相同,但都需要在大气层内使用不同形式的助推器为其提供动力,至于能够完全依赖自身动力出入太空的空天飞机,如何解决其关键的动力问题至今仍然是困扰人类的共同难题,对于中国这样在航天工业领域依然处于追赶地位的国家而言,稳步追赶才是实现进步的最好方法。

有了可重复使用试验航天器 空天飞机离我们有多远?

  理想很宏远,但是现实中我们还是要基于成熟方案

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