我國公布重複使用運載火箭方案，但「重複再利用」僅僅是手段

科技 06-11

低成本還有其他辦法。

當埃隆·馬斯克和他的 SpaceX 公司成功實現運載火箭的回收再利用，這一技術的突破成為全球航天史上一個重要的里程碑。

這件事情的意義在於把人類地外探索能力在現有的航天技術基礎上極大增強，從成本和實用性上讓太空探索能夠覆蓋更遠的星球，就像馬斯克在關於 SpaceX 之前採訪中聊到的，如果人類不能最終成為多行星物種，這是件很悲哀的事。

實現這一切的基礎在於技術進步，而技術的進步一方面需要科研的投入，另一方面是供技術落地的行業發展。除了 SpaceX，中國的航天也正在快馬加鞭，與互聯網行業之間的「差異化」戰略路線相似，在國與國之間的競爭中，中國依舊保持了「中國路線」。

近日，我國首次向全球公布了正在進行的可重複使用運載火箭方案。中國航天科技集團一院科技委主任魯宇表示，在重複使用技術上，我們的基本觀點是要符合我們中國發展的國情，怎麼能夠真正實現低成本。

回收利用，真的省錢了？

無疑，運載火箭方案的回收再利用的最大價值在於降低成本。能夠降低多少？今年 3 月，當獵鷹 9 號一級火箭著陸後，埃隆·馬斯克在公司的直播視頻中如此評價這項成就：它意味著我們可以使用一個軌道艙助推器進行多次飛行了，那可是整個火箭最昂貴的部分。

也就是說，助推器是整個火箭最昂貴的部分，而助推器又分為一級、二級等。目前，SpaceX 只是在進行一級助推器的回收再利用。

SpaceX 總裁兼首席運營官格溫·肖特維爾曾介紹，目前精確確定回收火箭會降低多少發射費用還為時過早，但是一級火箭燃料費用不到 100 萬美元，而一級火箭回收後整修開支約 300 萬美元，那麼回收後再發射降低約 30% 成本、約 4000 萬美元是可行的。

理論上，降低的成本=助推器製造成本—維修成本—回收成本。但是，火箭在發射和回收過程中要克服重大溫度變化、大氣壓力等困難，箭體可能受到不同程度的損傷。其中，存在的一個風險是回收回來的助推器不能被再次利用。另外，還要考慮到助推器的使用壽命等因素。

所以，不難理解為什麼肖特維爾說，談降低多少發射費用還為時尚早。這更像是一個統計學實驗，只有在多次的重複實驗之後，才能模擬一個比較合理的數字。

SpaceX 雖然成功了，這標誌著一項技術的突破，但是真正以「回收再利用」實現低成本可能還需要一段路要走。

低成本的中國路線

中國航天科技集團公司一院研究發展中心副總設計師申麟曾介紹，目前共有三種辦法可實現回收後重複使用。

第一種是採用「降落傘＋氣囊」的方式回收。

第二種是給火箭助推器裝上可控翼傘，加上小型控制系統，使火箭助推器分離後能像類似翼裝飛行一樣調整角度，利用衛星導航滑翔落下。

第三種是採用類似美國 SpaceX 公司的垂直回收方式。這需要高精度的姿態控制技術、主發動機多次啟動技術、下落過程中推進劑管理技術以及著陸支撐機構等關鍵技術。

據介紹，我國目前正在開展的回收運載火箭技術研究，包括垂直起降方案和傘降方案，目前這兩個方案經完成部分試驗驗證，一些關鍵技術已經突破。

在重複使用上，我國提出發展升力體式重複使用運載器「三步走」的發展思路：第一步：火箭動力部分重複使用；第二步：火箭動力完全重複使用；第三步，組合動力飛行器。

不過，中國的火箭專家表示，實現低成本，重複使用並非唯一出路。中國航天科技集團一院長征七號運載火箭總指揮王小軍說，比如通過箭上系統的優化，我們可以減少 25% 的感測器使用，特別是那些昂貴的感測器。

舉例來說，在沒有大幅增加成本的情況下，長征七號實現了比長征二號 F 系列火箭，運載能力提升 70% 左右，可靠性也顯著提升。快舟 1 號甲火箭使用固體推進機，發射準備時間短，對發射場的要求低，讓航天發射更加便捷。雖然它的運載能力只有 200 公斤左右，但針對現在蓬勃發展的微小衛星，它能夠讓發射成本降低到每公斤 3 萬美元，而國際上同類火箭的發射成本是每公斤 4 萬美元左右。

「低成本、強性能」是目的，「回收再利用」是手段。

中國航天 60 年運載火箭歷程

1 長征系列運載火箭具備發射低、中、高不同軌道，不同類型載荷的能力，具備 LEO 運載能力 25 噸，GTO 運載能力 14 噸，運載能力和入軌精度水平一流。

2 具備了自主載人發射能力。