开启大规模航天时代？中国航天飞机巡天268天后返回，可重复利用

贺兰石

2024年9月6日新华社报道，我国发射的可循环航天器在轨飞行达268天已成功着陆，圆满完成任务！

这一好消息的到来，媒体上可“炸了锅”，各大媒体争先报道，就连国外的媒体都坐不住了，直呼：不可能。

那么，现在我国技术跟美、欧、俄航天对比，谁更强呢？

航天器实现突破，重复利用不是梦

我国航天器发射后268天，伴随着众多人的期待成功着陆。当看到这一幕时，中国航天科技集团的技术人员，不由得泪目，这一步我们走了近30年。

其实，在去年我国航天器就已经取得过重大突破。2023年5月8日我国可重复试验航天器就曾在飞行276天后着陆，标志着我国在技术上获得了重要突破。

而此次的成功意味着我国可循环航天技术已经成熟，以后能够多次并快速地往返，为我国航天发展而助力，重复利用航天器也不再是梦。

空天运输飞行器在航天任务之中至关重要，它是一种可以在稠密大气层、临近空间以及轨道空间的运输系统，技术要求高，既要满足民用运输需求，还要能执行军事任务，可以自由进出空间。

随着航天科技的发展，频繁进入太空已经成为了趋势，特别是建立空间站以来，寻求成本更低、更高效的运输方式一直以来都是各国追求的重中之重。

我国可循环航天飞机技术，与美欧俄对比孰强孰弱？

自从人类依靠着科技成功飞天，并冲出地球之后，以低成本进入太空成为了长久以来的梦想。科学家们大胆地提出设想，若是航天器能够重复高效使用，不就真正做到了降本增效吗？

美国为了能够实现低成本高效进出空间，早在50年代就提出了重复使用这一概念，X-15、X-20的研发成功代表高超声速飞行器，并实现了航天飞机以及助推器重要部分重复使用。

不过老美研发初期在使用性能、发射频率、经济效益上都未能达到预期目标。

1980-2000年期间，X-30、X-33、X-43的面世让重复使用的航天器兴起，当时技术尚未获得重大突破，在加上资金消耗巨大等所种因素进入了沉寂状态。2000年后，美国随着垂直起降技术的进步突破瓶颈，开始稳步发展。

而欧洲起步相对较晚，80年代起步后多次开启了重复航天器的研制计划，但他们的设想起步点过高，再加上一直追求技术跟方案的完美一拖再拖。

2000年着重研究IXV飞行器，使用火箭发射，无动力返回，使用海面伞降来回收。

除了美国以及欧洲之外，俄罗斯在航天技术上也特别厉害，他们从70年代开始研究可循环方案；1970-1990的暴风雪号就已经实现火箭发射、水平返回；2000后MRKS-1实现了重复带翼一级跟一次性二级，快船号实现了水平着陆。

中国对比起这些航天走在前面的国家的确起步较慢，不过我们从80年代开始一直在稳步推进重复使用航天器技术的研究。

目前，我们已经在传统火箭上构型、升力式火箭、组合动力、飞船等等重复使用技术均获得了重要突破。

特别是升力式重复使用航天器，首次开展了亚轨道飞行验证，还开展了组合动力技术研究，包括涡轮基组合、火箭基组合、涡轮辅助火箭增强冲压组合、预冷空气涡轮火箭等多种循环。

我国的新一代载人飞船已经具备重复使用设计，能够利用群伞减速回收，实现了舱体主结构、电子设备、推进系统等重复使用。

2020年9月4日，我国发射了可重复使用航天器，飞行2天后成功着陆。

2021年7月16日，亚轨道重复使用运载器演示，完成飞行之后按照计划稳定降落在基础，首飞成功。

2022年8月26，自主研发升力式亚轨运载器，成功降落推动我国一次性使用向重复性使用迈进。这一次也是我国回收利用是飞行时间最长、任务最复杂、技术难度最高的试验。达到了267天在轨，太空停留224天。

如今，我国的航天器实现飞行超过268天着陆，要知道实现这一技术的只有美国跟中国两个国家，足以见的我国的技术有多强。
重复使用航天器技术分析

纵观国内外可重复航天器的发展史，主要区分为3个类型，分别是入轨级数、分为单位入轨、两级入轨。从动力上又区分火箭动力跟组合动力，回收方式又分为垂直返回、水平返回、伞降回收。

回收利用四个字听起来简单，但是要想在航天飞行上做到的确不容易。

由于太空之中的环境跟地球大有不同，其载荷环境十分恶劣，因此材质上必须使用耐高温、轻质化且耐久。要不然，还没等返回地球，早就在返程之中早就被摩擦起火产生的高温焚烧殆尽了。

就以美国的X-37为例，使用了复合材料结构系统，来保证能够达到耐高温的效果。追梦者也使用了符合材料，能够在177度的高温之下安全无虞。

综合因素考虑，想要达到长期重复使用效果，壁板的耐高温至少需要达到180度。近30年以来，我国成功研制了一系列高性能双马树脂，应用于现代航空器之中。

以我国的复合材料TG800/802为例，最高使用温度可达250度，冲击后的压缩强度能达到200Mpa。如果超过250度复合树脂材料完全不够用，需要改成钛合金结构。

夹层材料的选择也有讲究，需要强度高、比钢度大、密度小、隔热性好、抗声振疲劳、机械疲劳等多种优点。国际上广泛使用的夹层式蜂窝跟泡沫，碳纤维蜂窝夹层应用于航天器之中非常合适。

在未来如果想要实现进一步的突破，材料以及技术的突破都缺一不可。

可循环航天飞机，意义非凡

几十年前，各国就致力于回收利用来降低发射成本，但由于技术不成熟，航天飞机的检测维护工作复杂且成本居高不下，最终导致黯然退场。

而飞行器作为航天新宠，能利用大气层的氧气来降低起飞质量跟总体规模，具备完全重复利用的能力。

美国、欧洲、俄、日、印等国家均已获得了一定的成果，尤其是美国X-37B的发射成功，标准着世界前列水平。在全世界都在如火如荼地进行相关方面技术攻克时，我国自然也不能落后。

要知道，原本的航天器基本上是一次性的，一次飞天执行任务之后，将所有的动力消耗完毕就会按照规定路线坠毁在凄凉偏僻之地，亦或者沉入大海之中。

能够重复用，意味着航天器能够在进入太空之后返回地球，等待再次执行任务，能够使用的次数越多，意味着分摊成本。

如今，我国在可循环航天器技术上已经逐渐走向成熟，这一步意义非凡，也标志着我们在航天技术上再次取得了重大进步。

据专业人士介绍，能够重复使用优点是水平降落，使得飞行乘组返回更加舒适，一旦技术成熟，未来载人到太空之中旅游，甚至发展成为地球到太空点对点人跟货物的运输，不管是军事还是商业应用都具有巨大前景。

军事上，飞行器能够担任“侦查员”，在空中为国家安全保驾护航，并可以实现空间武器发射，以及快速远距离运输物资。譬如，它可以搭载着武器成为空中的轰炸机，可以直接在太空中战略部署，对敌方卫星、飞船等实行毁灭性打击。

在商业上，能够载人太空旅行，可以将门票钱继续用在航天发展，来实行良性循环。

因此，不管是为了保护国家安全还是降低成本，亦或者实现航天技术新突破，我国发展可回收航天器技术势在必行。
或许，在我们的有生之年还真的能够做到载人太空旅行！如果真的可以，你想去太空看一看不同的风景吗？
<hr>参考资料：
中国可重复使用试验航天器成功着陆 知网 2023-05-09
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