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中国可回收运载火箭进入攻关阶段 但不等于成本降低

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(原标题:中国可回收运载火箭进入攻关阶段 但不等于成本降低)

“不用担心,中国运载火箭技术研究院研发中心一直在做可回收火箭的研发,我们只是说得少而已。”针对公众对中国在可回收火箭领域“落伍”的担忧,中国运载 火箭技术研究院研发中心可回收火箭团队负责人申麟告诉记者。2015年11月和12月,两则有关美国企业家成功发射可回收火箭的消息,引发了公众对可回收 火箭的关注。

可回收不等于成本降低

2015年11月24日,亚马逊创始人杰夫 贝索斯(Jeff Bezos)旗下太空公司蓝色起源(Blue Origin),将New Shepard太空火箭发射到计划高度,随后火箭成功地返回发射场。

美国当地时间12月21日晚间,特斯拉创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)旗下公司美国太空探索技术公司(Space X),发射了Falcon 9火箭(猎鹰9号)并成功将第一级火箭回收,这是人类第一个在实现有效载荷入轨后可实现一级火箭回收的运载火箭。

2015年11月下旬,中国运载火箭技术研究院研发中心成功完成了运载火箭子级回收群伞空投试验,该试验正是在申麟的负责下完成的。

公众的注意力都集中到了大洋彼岸。“猎鹰9号”成功实现第一级火箭回收的消息一经传出,舆论便惊呼:“廉价太空时代已经到来!”

对此,申麟并不是很乐观。“第一, 猎鹰9号 是一次性使用运载火箭,它的零部件,包括发动机等并非按照重复使用来设计的。可回收火箭的设计,要从源头上就用可重复使用的标准来设计;第二, 猎鹰9号 返回后,它的结构、发动机需要检测、维护,部分零部件可能需要更换。重复使用会带来火箭回收、维护成本,与一次性使用相比, 猎鹰9号 重复使用是否能降低成本,尚未可知;第三,测算过 猎鹰9号 发射、回收过程后发现,在不同的任务轨道和返回地点情况下,它的运载能力损失在30%以上。Space X海上发射、回收那次,那么大规模的火箭只搭载500多千克的一颗小卫星。”申麟分析道。

2015年10月,在以色列耶路撒冷召开的第66届国际宇航大会(IAC)上,申麟问了Space X公司一位负责发射业务的副总裁一个问题,“Space X公司成功回收火箭后,要花多大的成本来实现重复使用?”彼时,距离Space X公司成功实现“猎鹰9号”可回收发射,还有近2个月时间。对方给了申麟一个模糊的答案,“Space X公司会在可靠性、安全性、成本、技术难度、运载能力等方面进行平衡,综合考虑。”

“按照目前的状态来看,Space X公司的可回收火箭发射计划还面临多重困难,发动机需要重新设计,箭体的监测、维修标准的制定,伺服系统的维护代价等。此外,重复使用的次数也需要进行考虑,重复使用一次,还是十次?”申麟补充道,“如果仅仅是在一次性火箭的基础上进行改进的话,那么问题很大,成本会很高。”

中国可回收火箭进入关键技术攻关阶段

“并非成功实现火箭可回收就意味着成本的降低。不过,Space X公司的创新精神,以及它从技术、管理两方面综合考虑降低成本的思路,值得我们学习。”申麟强调。

不过,中国运载火箭技术研究院研发中心一直在预先研究、创新发展方面低调布局,研发可回收火箭,只是由申麟领衔的研发团队工作的一部分,此外,该研发团队还进行新概念运载火箭、新概念飞行器的研究。“可回收火箭研究,对于我们团队而言,只是一个相对比较容易实现的方向。”申麟说。

中国运载火箭技术研究院研发中心的可回收火箭项目始于2011年,和Space X公司提出的可回收火箭研发计划几乎是同一时间。中国运载火箭技术研究院研发中心在开展可回收火箭项目研发之初,便调研了国内外在可回收火箭方面的一些国外相关公司的研发状况。分析国内外研究方案,火箭的回收方式一般有三种:降落伞式、垂直降落式以及给火箭安装“翅膀”的方式。

中国运载火箭技术研究院研发中心目前采用“两条腿走路”的方式,采用降落伞+气囊和垂直降落两种方式进行研发。

“就目前来看,我们在 降落伞+气囊 方式上的进展会快一些,去年完成的热气球投放试验只是一个缩比试验,但验证了我们使用大型群伞的技术能力。总体而言,我们的可回收火箭研究还处于关键技术攻关阶段。”申麟告诉澎湃新闻。

对于垂直返回的方案,中国运载火箭技术研究院研发中心完成了系统的方案论证,并且完成了相应的仿真研究。

“十三五”期间,申麟希望带领团队以现有的研究成果为基础,结合正在论证的采用液氧甲烷做推进剂运载火箭,为真正实现能够大幅降低成本的可回收火箭的研发打下一个良好的基础。

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