不久前,美国第八次成功回收火箭的消息成为航天热点。中国的“可回收火箭”研发进展如何?技术有何不同?来自航天系统的全国人大代表和全国政协委员接受记者采访,独家揭秘中国正在预研和论证的新型火箭技术。
可重复使用是未来趋势
安全、快速、廉价进入太空是人类的不懈追求。全国人大代表、中国航天科技集团六院科技委主任谭永华告诉记者,目前有两种基本的发展途径,一是像飞机一样自由起降的天地往返系统,技术跨度较大;二是可重复使用火箭,持续降低现有火箭的成本。
全国政协委员、中国航天科技集团公司科技委主任包为民说,现役火箭降低成本,主要是通过改进优化测试发射流程来实现,但长远来看,可重复使用才是降低成本的有效途径。
“与国外主流火箭相比,我国现役的长征系列运载火箭虽然成本低,但随着中国太空探索活动日益增多,降低火箭成本也势在必行。”包为民说。
根据《2016中国的航天》白皮书,我国将在低成本运载火箭、新型上面级、天地往返可重复使用运输系统等技术上加大研究力度。
据透露,我国“可回收火箭”关键技术的预研工作早在“十二五”期间就已开展,并取得一些关键性的突破。
如何实现火箭可回收?
常规的一次性火箭的重复使用,主要是通过对子级和助推器的回收来实现。中国航天科技集团公司一院研究发展中心副总设计师申麟介绍,目前共有三种办法可实现回收后重复使用。
第一种是采用“降落伞+气囊”的方式回收。我国已进行高空的热气球投放实验,验证了有关技术。
第二种是给火箭助推器装上可控翼伞,加上小型控制系统,使火箭助推器分离后能像类似翼装飞行一样调整角度,利用卫星导航滑翔落下。
第三种是采用类似美国SPACeX公司的垂直回收方式。这需要高精度的姿态控制技术、主发动机多次启动技术、下落过程中推进剂管理技术以及着陆支撑机构等关键技术。我国已对此做论证研究,并在一些单项上做了样机试验。
对于以上三种技术路径,中国最终锁定哪种尚未确定。
我国至今仍分别对这三种方式进行论证、仿真技术试验和关键技术验证。通过关键技术论证和方案比较,有望在“十三五”期间选出最符合中国国情的技术路线。
申麟表示,只要明确了路径,相信进展会很快。
组合动力航天器有望圆梦太空
除了将传统一次性火箭回收后重复使用,未来能够在机场水平起飞降落、多次自由进出空间且造价低廉的天地往返可重复使用运输器则更为理想,甚至有望让普通人实现“太空旅游”的梦想。
人们熟知的航天飞机虽然在技术上能实现重复使用,但使用和维护的成本比一次性火箭高很多,最终在美国全部退役。
世界航天强国对更为先进的天地往返可重复使用运输技术的探索没有止步。专家介绍,美英的空天飞机计划,就是将火箭发动机和吸气发动机结合起来,实现运载器的水平起飞、着陆和单级入轨。
谭永华表示,天地往返运输系统的动力系统,要既具有在大气层吸气的航空发动机功能,又能在真空环境下工作的火箭发动机功能,最理想状态就是组合式动力,目前我国开展了大量研究工作,已取得了系统级地面验证的进展。
“随着中国航天技术的进步,我国在先进的热防护系统、先进动力系统技术、再入过程里的制导控制技术等方面都有关键技术进展。”包为民表示,“十三五”期间,中国将紧跟前沿开展天地往返可重复使用运输系统的技术研究,相信未来在这一领域会有很多进展。
