“昊龙”航天飞机亮相，太空物流板上钉钉

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在这片星辰大海的征途中，太空物流未人类探索未知提供了可靠保障。

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中国人自己的货运航天飞机

日前，中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所自主研发的“昊龙”货运航天飞机正式亮相，标志着中国在太空物流领域迈出了坚实的一步。

“昊龙”货运航天飞机的诞生，源于中国空间站货物运输成本降低的迫切需求。随着空间站建设的不断深入，货物运输的频率和数量都在不断增加，如何在保证运输效率的同时降低成本，成为了摆在科研人员面前的一道难题。为此，中国航空工业集团成都所积极响应国家号召，组织了一支精英团队，历经数年潜心研发，终于成功推出了这款具有自主知识产权的货运航天飞机。
“昊龙”采用大翼展、高升阻比、可重复使用飞行器技术方案，通过运载火箭发射并与空间站交会对接，脱离空间站后经离轨制动、再入飞行在机场跑道水平着陆，完成检测维护后可再次执行任务。
除了先进的飞行技术外，“昊龙”货运航天飞机还具备强大的货物上下行能力。其宽敞的货舱可以容纳各种形状和尺寸的货物，包括科学实验设备、生活物资以及空间站维护所需的工具等。同时，为了保障货物的安全性和可靠性，“昊龙”还采用了先进的材料和技术手段，对货舱进行了严格的密封和保温处理。这样一来，即使在极端恶劣的太空环境中，货物也能保持完好无损。

值得一提的是，“昊龙”货运航天飞机的重复使用能力是其最大的亮点之一。通过多次重复使用，不仅可以大大降低空间站货物运输的成本，还能减少对运载火箭的依赖，提高整个太空物流体系的灵活性和效率。这对于中国载人航天工程的可持续发展具有重要意义。

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可重复使用商业航天飞行器

“过于先进，不便展示”——可多次重复使用的“昊龙”货运航天飞机本身是“航天飞机”的一众，其实也是“可重复使用的近地轨道载人货运航天器”的一个细分，该领域可以说是航空航天金字塔尖的存在。
航天飞机的概念最早可以追溯到20世纪50年代，当时科学家们设想了一种可以重复使用的飞行器，能够在地球表面和近地轨道之间往返运送宇航员和有效载荷。这种设想结合了火箭和飞机的特点，旨在降低太空任务的成本和提高灵活性。

而在1969年4月，在“阿波罗登月计划”行将结束之际，美国国家航空航天局（NASA）开始考虑建设可重复使用的航天运载工具。1972年1月，美国正式把研制航天飞机空间运输系统（STS）列入计划，确定了由两个可回收重复使用的固体火箭助推器、一个不回收的外挂燃料贮箱和可多次使用的轨道器三个部分组成的设计方案。
经过5年时间的研究，1977年2月，NASA研制出第一架轨道器：企业号航天飞机。1977年6月18日，企业号航天飞机进行了首次载人试飞，并于1977年8月12日圆满完成试飞任务。1981年4月12日，第一架正式投入使用的航天飞机——哥伦比亚号航天飞机成功发射，绕地球飞行36周后安全着陆，轰动了全世界。

在哥伦比亚号之后，“挑战者号”、“发现号”、“亚特兰蒂斯号”和“奋进号”等航天飞机相继问世，开启了航天飞机的辉煌时代。这些航天飞机不仅成功执行了多次载人任务，还帮助建造了国际空间站、发射和回收了卫星、开展了科学研究等。
在30年的运营期间，航天飞机执行了超过111次任务，成功地将卫星送入轨道、维修哈勃太空望远镜，并参与了国际空间站的建设。
尽管航天飞机取得了巨大的成功，但其系统过于复杂（机身超过250万个零件），技术和系统维护需要大量的人力物力，导致成本高昂。此外，航天飞机在发射和返回过程中也面临一定的安全风险。因此，在综合考虑成本、安全和技术等因素后，NASA决定退役航天飞机。
2011年7月21日，亚特兰蒂斯号航天飞机在佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心的主港着陆，标志着航天飞机时代的结束。

尽管航天飞机项目已经结束，但其技术成果和经验为后续的载人航天计划奠定了基础。
航天飞机作为人类历史上第一种可重复使用的航天器，其设计和运营经验为后来的重复使用运载火箭奠定了基础。虽然航天飞机在实际使用中面临了一些挑战，如高昂的维护成本和复杂的技术要求，但其可重复使用性的理念却对后来的火箭发展产生了深远的影响。如今，越来越多的火箭开始采用可重复使用技术，如SpaceX的猎鹰9号火箭，其第一级火箭可以在发射后返回并重复使用，大大降低了发射成本，提高了发射效率。
同时，航天飞机的成功运行标志着液体燃料火箭技术的重大突破，这一技术进步为后续的火箭发展提供了重要的技术支持。当年Discovery航天飞机搭载了Goddard火箭发动机，很好地推动了液体燃料火箭技术的发展。

而一些火箭企业更是直接将航天飞机的发动机进行改进后就直接使用，让“后背”火箭企业少走了不少弯路。
此外，航天飞机的设计融合了运载火箭、宇宙飞船和普通飞机的性能，这种综合设计思路对现代火箭设计产生了重要影响。SpaceX的猎鹰9号火箭更是采用了部分航天飞机的技术理念，实现了第一级火箭的垂直回收，从而降低了发射成本。

从这里可以看出，航天飞机并非真的退出历史舞台，其技术成果后续推动火箭技术发展的同时，本身也获得了重新登上历史舞台的机会。

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太空物流的刚需

太空运输是当初航天飞船的主要应用方向，当初的理想状态是可复用的航天飞船能极大降低太空任务的成本，可问题是在不断的尝试中人们发现所谓的成本优势并不存在。
在航天飞机项目停滞之前，人们认真复盘了一下其成本，真可谓“不算不知道，一算吓一跳”。航天飞机每次发射的平均成本是令人瞠目结舌的4.5~8亿美元(未折算现值)，2011年最后一次发射的成本为15亿美元，而整个项目已经烧掉了260亿美元(按现值)，远远超过了最初的预估。
航天飞机的成本包括:
·两架航天飞机，一架发射，一架待命;
·一次性的燃料罐(橙色那个)，每个价值7800万美元
·燃料罐加注燃料费，每次140万美元
·彻底翻新的固体火箭助推器，，每对4600万美元
·维修费，每次飞行2亿美元
·VAB装配费用、运到发射台的费用、安装有效载荷的费用、等待发射的维护费、人工费用等等
1970年以前，一架航天飞机可以发射27500公斤的有效载荷，每次发射需要花费15亿美元，或每公斤5.45万美元。从1970年到2000年，向太空发射一公斤的成本保持相当稳定，平均下来每公斤1.85万美元。现在，对于SpaceX公司用来进入国际空间站的猎鹰9号火箭来说，每公斤成本仅为2720美元。

成本一直是限制人们进入太空的主要障碍。自20世纪50年代以来，太空计划的高成本超出了大多数国家的承受能力。今天，国家和私人机构都已准备好进入太空。虽然SpaceX不是唯一一家提供发射服务的私营公司——最近被诺斯罗普·格鲁曼公司收购的轨道发射公司(Orbital ATK)、联合发射联盟(United launch Alliance)和杰夫·贝佐斯的蓝色起源(Blue Origin)也在其中。
而随着人类活动向月球、火星等深空推进，对宇宙空间的运输需求变得更加多样化和频繁。这不仅包括结构物、物资、食物、机器人以及人员的运输，还涉及到轨道上的服务站和月球以外的运输网络的建设，以实现更灵活和高频率的物流服务，这种需求的增长使得太空物流成为不可或缺的一部分。

国际空间站（ISS）需要定期补给，包括航天员的生活物资和实验载荷，这些物资大部分都是放在密封舱里面，这部分需求目前最为迫切。此外，没有货运飞船，中国空间站就无法运行，这表明所有长时间太空飞行均需要物流运。
随着商业航天的发展，太空物流市场需求激增。多家世界评估机构预计，提供太空物流服务的市场需求将大幅增加，潜力巨大。此外，太空物流还与太空经济紧密相关。随着火箭和卫星技术的创新以及对卫星数据需求的扩大，太空产业正在迅速发展，这进一步增加了国际物流需求，火箭之外，航天飞机重新进入人们视野。

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大国航天的博弈场

近年来，随着太空活动的增加，可重复使用航天技术再次受到关注，各国也在积极探索新的航天飞机技术。
波音X-37B便是美国这些年发展可复用商业航天飞行器的代表。
2010年4月23日，美国首架太空战斗机X-37B搭载“阿特拉斯5号”火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地成功升空。首次任务持续了224天，于2010年12月3日成功降落在加州的范登堡空军基地。X-37B在随后的几年中多次执行飞行任务，不断刷新在轨时间纪录。其中，一次任务中连续在轨780天，直到2019年10月才重新返回地球。截至2024年9月，仍有X-37B在轨飞行，并持续刷新最长在轨纪录。

非常有意思的是美国空军和波音公司均表示，X-37B是一个“测试平台”，主要用于验证可重复使用的航天器技术和机密的太空项目。
但外界对其军事用途的猜测一直存在。有人认为它可能是美国太空军事化的潜在标志，具备对敌国卫星和其他航天器进行军事行动的能力。同时，X-37B的超长在轨试验也可能有窥探他国航天器或敏感军事目标的嫌疑。
而据俄罗斯航天部队司令及火箭航天业消息人士透露，俄罗斯正在研发类似X-37B的技术。
俄罗斯“闪电”科研生产联合体所研制的飞船是与美国X-37B相似的无人驾驶民用飞船，计划用于向轨道无人运输货物并使其返回地球。该飞船在尺寸上与美国X-37B相似，且同样采用无人驾驶设计。此外，俄罗斯还有可能会重启前苏联的“暴风雪”项目，因为“暴风雪”号的设计理念和尺寸同美国航天飞机类似，有助于俄罗斯在太空领域的发展。

虽然俄罗斯的具体项目细节和进展尚未完全公开，但可以看出俄罗斯在太空领域的研发活动正在积极进行中，并试图通过类似X-37B的项目来增强其在太空领域的实力和影响力。
除此之外，还有日本的“希望”号、欧洲的“赫尔墨斯”计划等等。我国也曾有过自己的航天飞机研制计划，就是传说中的“869”工程。
而根据央视新闻2021年8月26日的报道，我国亚轨道运载器重复使用飞行试验取得圆满成功。

从报道的内容上看，这次测试的很可能是跟第一次测试的航天器是同一艘航天器，该计划旨在重复利用。2021年7月16日，该航天器第一测试成功后，当时馆长粗略的看了一眼报道，激动的以为是重复利用的运载火箭回收成功。但报道中的一句话看起来就不简单“按照设定程序完成飞行后，平稳水平着陆于阿拉善右旗机场，首飞任务取得圆满成功。”平稳水平着陆，那就意味着是亚轨道运载器的测试。
随后在今年9月6日，在酒泉发射的可重复使用试验航天器经过在轨268天后安全返回。与早已高调确认但模型未公开的昊龙不同，完成三次测试的可重复使用试验航天器至今依然神秘，既没有可信赖的照片或视频，连报道也仅是文字形式。

从如此神秘不难推测，这是一种更为先进、能够完成更复杂任务的无人航天器。相比于商业化程度较高的昊龙，这一可重复使用的试验航天器或许在科学探索和国家安全方面将发挥更为重要的作用。
需要注意的是我国在太空物流上的布局可不仅仅只有“昊龙”货运航天飞机，在神舟十九号载人飞船专题新闻发布会上，中国载人航天工程新闻发言人林西强表示：2023年发布了空间站低成本货物运输系统总体方案征集公告，并从10家方案中优选出了4家进入方案详细设计阶段。2024年经过第二轮择优，最终，中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所的“昊龙”货运航天飞机方案和中国科学院微小卫星创新研究院的轻舟货运飞船方案胜出，获得工程飞行验证阶段合同。
林西强还同时宣布，“空间站低成本货物运输系统”已确定选择轻舟货运飞船与昊龙货运航天飞机这两种方案。
轻舟货运飞船则是由中国科学院微小卫星创新研究院设计的一款货运航天器，旨在满足空间站低成本货物运输的需求。其中，轻舟一号采用了一体化单舱设计，内部空间宽敞，达到了27立方米，为货物运输提供了充足的空间。

轻舟货运飞船的发射任务将由中科宇航的力箭二号液体运载火箭承担。力箭二号是一款大运力、高可靠、低成本的液体运载火箭，具备太阳同步轨道、近地轨道、转移轨道发射能力。
通常，由于成本和技术等因素，飞船和航天飞机只有一种会成为主要的空间站补给和运输方式。然而，中国的航天发展采取了双轨并行的策略，这不仅展示了其强大的技术实力，也意味着中国人即将大规模进入太空，开启全新的“宇宙大航海时代”，这一时刻并不会遥远。