可重復(fù)使用的航天器,，讓“太空旅游”成為可能？

Callejon

成本,，這是全球發(fā)展太空經(jīng)濟(jì)的最大難題,。如今，打下成本的最好策略,，就是使用可重復(fù)使用航天器,。

5月8日，據(jù)新華社報(bào)道,，于2022年8月5日,，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，運(yùn)用長征二號F運(yùn)載火箭發(fā)射的可重復(fù)使用試驗(yàn)航天器,，在軌飛行276天后,，成功返回預(yù)定著陸場。

▲ 圖注：我國可重復(fù)使用試驗(yàn)航天器成功著陸

此次試驗(yàn)的圓滿成功,，標(biāo)志著我國可重復(fù)使用航天器技術(shù)研究取得重要突破,，后續(xù)可為和平利用太空提供更加便捷、廉價的往返方式,。

事實(shí)上,，這并非國內(nèi)首次見諸報(bào)端的可重復(fù)使用航天器實(shí)驗(yàn)。據(jù)新華社2020年9月4日報(bào)道,，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,，利用長征二號F運(yùn)載火箭，成功發(fā)射一型可重復(fù)使用的試驗(yàn)航天器,。這是長征二號F運(yùn)載火箭第14次執(zhí)行發(fā)射任務(wù),。

相比之下，本次實(shí)驗(yàn)的在軌運(yùn)行時間大大增長,，從2天延長到了276天,。在業(yè)內(nèi)看來，這意味著整個飛行過程中可能做了更多空間實(shí)驗(yàn)與科學(xué)任務(wù),。更直接顯示出,，相關(guān)技術(shù)正越發(fā)成熟。

中國科技新聞學(xué)會太空文化傳播青少年工作委員會委員王君毅告訴出行一客（ID：carcaijing）,，如果突破了可重復(fù)使用載人航天器的關(guān)鍵技術(shù),，這對未來我國太空旅行的可能性和低成本化都有著重大意義，同時在科學(xué)研究,，商業(yè)化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域都將帶來新的模式,。

在業(yè)內(nèi)看來,，雖然目前公開資料并未提及該航天器是否為載人航天器，若未來發(fā)展成類似于航天飛機(jī)一樣的載人項(xiàng)目,，我國航天員則多了一種上天空并重返地球的新交通工具,。

一旦可重復(fù)使用技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破和普及，未來能用于亞軌道和地球軌道的太空旅游,，甚至可以發(fā)展為地球上點(diǎn)對點(diǎn)的人與貨物的極速運(yùn)輸,。

可重復(fù)使用意義何在？

顧名思義,，可重復(fù)使用航天器可以多次進(jìn)行太空旅行,，不僅在極大程度上降低發(fā)射成本，而且打破“執(zhí)行一次任務(wù)后就毫無用處”的慣例,。既能夠航空也能執(zhí)行太空飛行,，可以較長時間在軌運(yùn)行，也可完成任務(wù)后自由往返于地球與太空,，具有民用和軍用等多重價值,。

將航天器的可重復(fù)使用形諸于實(shí)，不僅對于航天器所選用的材料是一項(xiàng)考驗(yàn),，而且對于航天器的內(nèi)部設(shè)計(jì)和測控系統(tǒng)而言都是全新挑戰(zhàn),，如果在這些方面都獲得理想效果，這就意味著昂貴的航天器發(fā)動機(jī),，以及載人航天器的再生式環(huán)控生保系統(tǒng)等設(shè)備自身成本會有所降低,。

早在20世紀(jì)70年代，美國就啟動了航天飛機(jī)研發(fā)工作,，試圖通過回收重復(fù)使用火箭發(fā)動機(jī)和軌道飛行器的方式,，大幅降低發(fā)射成本。但由于結(jié)構(gòu)熱防護(hù)技術(shù)不成熟,，航天飛機(jī)的檢測和維護(hù)工作復(fù)雜,，使得航天飛機(jī)的發(fā)射和維護(hù)成本居高不下，最終航天飛機(jī)黯然退出了歷史舞臺,。

美國X-37B空天飛機(jī)于2010年4月進(jìn)行首次飛行,，飛行時間長達(dá)8個月，而后進(jìn)行過一次長達(dá)780天的軌道飛行,，并于2019年10月返回地面,。在去年11月，其飛行記錄再次刷新至908天,，現(xiàn)已擁有超過20億公里的飛行里程,。

▲ 圖注：圖為美國X-37B空天飛行器

美國X-37B空天飛行器的成功發(fā)射，推動了世界各國競逐空天飛行器的研制,，包括美國,、歐盟,、俄羅斯都開設(shè)相關(guān)研發(fā)計(jì)劃及項(xiàng)目，日本和印度也有立項(xiàng)攻關(guān),。

“雖然我國目前尚未公開試驗(yàn)方向和內(nèi)容，但從在軌飛行時長以及連續(xù)兩次成功返回預(yù)定著陸場的信息來看,，目前對航天器本身的試驗(yàn)進(jìn)度應(yīng)該已經(jīng)比較理想,。”王君毅認(rèn)為,，在該領(lǐng)域中,，這種所謂的“身位差距”，可能已經(jīng)達(dá)到了肉眼難以分辨的程度,。

值得一提的是,，本次中國可重復(fù)使用試驗(yàn)航天器在軌天數(shù)達(dá)到了276天。相較而言,，美國X-37B首次發(fā)射時,，在太空中停留了224天。

目前,，X-37B還沒有載人能力,，但在美國相關(guān)規(guī)劃中，計(jì)劃把X-37B再放大50%以上,，將具備載人能力,。

關(guān)于本次可重復(fù)使用試驗(yàn)航天器的官方報(bào)道里，信息十分有限,。王君毅基于公開資料分析稱,，該試驗(yàn)性航天器是通過長征二號F運(yùn)載火箭發(fā)射的，而且使用了明顯超出以往發(fā)射神舟飛船或天宮一,、二號目標(biāo)飛行器尺寸規(guī)格的碩大的整流罩,，這款試驗(yàn)性航天器從體量來看或具備載人飛行的能力。

值得留意的是,，今年1月,，中國航天科技集團(tuán)有限公司黨組書記、董事長吳燕生在為青少年講授航天思政課時透露,，未來,，我國還將擁有可重復(fù)使用運(yùn)載器，以實(shí)現(xiàn)“經(jīng)濟(jì),、機(jī)動,、快速、可靠”進(jìn)出太空,，支撐低成本太空利用目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),。吳燕生說：“我們將推出航班化航天運(yùn)輸系統(tǒng),，像高鐵和飛機(jī)一樣實(shí)現(xiàn)航班化運(yùn)行，使我國進(jìn)入空間的能力實(shí)現(xiàn)革命性變化,�,！�

技術(shù)成熟后，太空旅游成為可能

伴隨科技的發(fā)展,，浩瀚無垠的太空已不再遙不可及,。在政府和民間對探索太空投入大量資金的時代里，亞軌道飛行試驗(yàn)無疑在其他國家也有所開展,。

在2021年7月20日,，亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝索斯同另外三人搭乘自家公司“藍(lán)色起源”完成首次商業(yè)飛行，在此次全自動化的10分鐘飛行里,，他們進(jìn)入了地球的亞軌道,，達(dá)到了100公里的飛行高度，并穿越了卡門線,。雖然在此之前,，布蘭森已乘坐維珍銀河抵達(dá)太空邊緣并成功返回，但其86千米的飛行高度卻有部分觀點(diǎn)認(rèn)為并未到達(dá)真正意義上的太空,。

▲ 圖注：當(dāng)?shù)貢r間2021年7月20日,，美國得克薩斯州，世界首富,、亞馬遜創(chuàng)始人貝索斯搭乘自家公司“藍(lán)色起源”的火箭“新謝潑德”號首次進(jìn)入太空,。

杰夫·貝索斯乘坐的“新謝潑德”可以垂直起降，并完全實(shí)現(xiàn)全程自動化,。值得一提的是,，其火箭和太空艙可以二次回收利用，再次驗(yàn)證了可重復(fù)使用運(yùn)載火箭的可行性和突破性,。

早在2006年,，“新謝潑德”便投入研發(fā)，并在2015年首次發(fā)射,，成為首個越過卡門線高度的回收火箭,。這次突破搶先于SpaceX發(fā)射的獵鷹九號火箭。在2010年6月4日美國SpaceX公司首次發(fā)射的獵鷹9號火箭,，在為太空站補(bǔ)給貨物后,，于2015年12月21日完成首次回收。該公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克以其電動汽車品牌特斯拉和對網(wǎng)絡(luò)支付的締造使大家耳熟能詳,。馬斯克想商業(yè)化推廣成本低廉,、價格親民、性能可靠的火箭，讓更多人實(shí)現(xiàn)探索宇宙的夢想,。

然而在2022年9月12日,，“藍(lán)色起源”公司的“新謝潑德”飛行器進(jìn)行不載人太空試飛，然而在升空僅一分鐘后,，火箭卻出現(xiàn)故障意外起火,，最后墜毀，這次失敗使貝索斯的“藍(lán)色起源”遇挫,，也阻礙了美國的太空旅行進(jìn)程,。對于未來“快速、可靠,、廉價”的太空航班運(yùn)輸,，藍(lán)色起源仍需確保安全的性能保障,。

在2021年9月15日,，埃隆·馬斯克的美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）啟動世界上首個民用軌道飛行任務(wù)——Inspiration 4。在過去,，大多數(shù)太空旅行者都是由政府精心挑選,、訓(xùn)練有素的專業(yè)人士。與其不同,，本次的四位參與者都不是專業(yè)宇航員,，被視作“全民太空”進(jìn)程中的重要里程碑。

在1961年人類首次遨游太空開辟新紀(jì)元,，距其60載,，伴隨技術(shù)的進(jìn)步，太空旅行或?qū)⒃桨l(fā)親民,。

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收穫新知謝謝大大

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