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探秘中国“可回收火箭”:三条技术路径均有突破

科普小知识2021-07-29 08:40:56
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新华社北京3月2日电:探索中国的“可回收火箭”:三条技术路线的突破

新华社记者白、姜晓

不久前,美国第八次成功回收火箭的消息成为太空热点。中国“可回收火箭”的发展进展如何?技术上有什么不同?新华社2日采访了来自航天系统的全国人大代表和全国政协委员,独家披露了中国正在研究和预先演示的新火箭技术。

可重用性是未来的趋势

安全、快速、廉价地进入太空是人类不懈的追求。全国人大代表、中国航天科技集团公司第六研究院科技委员会主任谭永华告诉记者,目前有两种基本的发展方式。一个是空对地穿梭系统,它像飞机一样*起降,技术跨度很大。第二,火箭可以重复使用,不断降低现有火箭的成本。

中国人民政治协商会议全国委员会委员、中国航天科技集团公司科技委员会主任包为民说,现役火箭的成本降低主要是通过改进和优化试验和发射过程来实现的,但从长远来看,可重复使用是降低成本的有效途径。

“与国外主流火箭相比,尽管目前在中国服役的长征系列运载火箭的成本较低,但随着中国空间探索活动的增加,降低火箭成本势在必行。”包为民说。

根据“2016年中国太空”白皮书,中国将加强对低成本运载火箭、新型末级和可重复使用的从天到地运输系统等技术的研究。

据了解,中国“可回收火箭”关键技术的初步研究早在“十二五”时期就已经开展,并取得了一些关键突破。

如何实现火箭回收?

常规一次性火箭的再利用主要是通过回收子级和助推器来实现的。中国航天科技集团第一研究所研发中心副总设计师林深表示,目前有三种方式实现回收和再利用。

首先是使用“降落伞+气囊”回收。中国进行了高空热气球发射试验,以验证相关技术。

第二种方法是在火箭助推器上安装可控翼伞,并增加一个小型控制系统,使火箭助推器能够像机翼飞行一样在分离后调整其角度,并利用卫星导航向下滑行。

第三是采用类似于美国SpaceX公司的垂直回收方法。这就需要高精度姿态控制技术、主机多点启动技术、下降过程推进剂管理技术、着陆保障机制等关键技术。我国对此进行了示范研究,并对一些单项进行了原型试验。

对于上述三条技术路线,中国尚未决定锁定哪一条。

到目前为止,中国已经对这三种方法进行了论证、模拟和验证。通过关键技术论证和方案比较,有望在“十三五”期间选择最适合中国国情的技术路线。

林深说,只要道路畅通,我相信进展会很快。

组合动力航天器有望实现其太空梦想。

除了将传统的一次性火箭回收再利用之外,更理想的是使用可重复使用的运输机,这些运输机可以在机场水平起降,将来可以多次*进出空间,并且成本低廉。人们甚至期望普通人能够实现“太空旅游”的梦想。

虽然众所周知的航天飞机在技术上可以重复使用,但使用和维护的成本比一次性火箭高得多,最终它将在美国完全退役。

世界太空强国并没有停止探索更先进的可重复使用的天地间运输技术。专家称,美国和英国的航天飞机计划是将火箭发动机和吸气发动机结合起来,实现航母的水平起飞、着陆和单级入轨。

谭永华说,空对地运输系统的动力系统应该同时具备吸入大气中空气的航空发动机和能够在真空环境中工作的火箭发动机的功能。最理想的状态是联合力量。目前,中国开展了大量的研究工作,在系统级地面验证方面取得了进展。

随着中国航天技术的进步,中国在先进的热防护系统、先进的动力系统技术、再入制导与控制技术等方面取得了重大技术进步包为民表示,在“十三五”期间,中国将紧跟前沿,开展天地之间可重复使用交通系统的技术研究,并相信这一领域未来将会有许多进展。