先看一条重磅消息。新华社酒泉5月8日电(记者李国利) 我国在酒泉卫星发射中心成功发射的可重复使用试验航天器,在轨飞行276天后,于5月8日成功返回预定着陆场。此次试验的圆满成功,标志着我国可重复使用航天器技术研究取得重要突破,后续可为和平利用太空提供更加便捷、廉价的往返方式。典型的字少事大。没想到,我国可重复使用试验航天器,都在轨飞行276天了。这可是9个多月呀,不能不感叹中国航天所取得的新成就。那它是什么时候发射的呢?



这是两年前的报道,发射时间是2022年8月5日,距今刚好276天。注意划红线的文字,说明了两个问题。一是消息来源。既不是中国载人航天工程办公室,也不是国家航天局,而是来自于“有关部门”。由此可见,这个神秘航天器保密程度有多高,意义有多重大。

二是长征二号F运载火箭。该火箭发射成功率保持在100%,之所以选择如此成熟的火箭发射,说明这个神秘航天器太重要了,必须保证万无一失。另外,从长征二号F火箭的运载能力来看,该航天器在大小和功能上可能类似于美国正在测试的X-37B航天飞机。不过,航天飞机并不是我们的发展目标,空天飞机才是。航天飞机还需要运载火箭垂直发射,然后自主水平降落;而空天飞机则完全依赖自身动力,从机场水平起飞,并自主水平降落。空天飞机将要配备强大的超燃冲压发动机,在动力上与装有火箭发动机的航天飞机完全不同。也就是说,空天飞机的难度更大,为了保险起见,我们不得不分步开展。而目前进行的可重复使用试验航天器,可能是空天飞机的轨道级。



下面以“腾云工程”为例来具体说明。在1986年3月,我国提出了著名的“863工程”,也就是国家高技术研究发展计划。其中,该计划中关于空天飞机的项目,代号为“腾云”,由航天科工集团负责研制。该项目采用两级入轨方案,利用飞翼运输机背负小型航天器,飞翼运输机在起飞阶段采用涡喷发动机点火起飞,当加速至3马赫后,冲压发动机启动,将速度进一步提升至6马赫。此后,火箭发动机点火,飞行器速度突破9马赫,与此同时,航天器与运输机分离,其自身液体发动机点火,进入地球轨道。在航天器完成入轨后,运载飞机将依靠自身剩余燃料返回发射场;航天器完成任务后,减速回到大气层,实现回收后可再次利用。目前我国进行的可重复使用试验航天器测试,类似于腾云工程中飞翼运输机背负的小型航天器,验证其在轨飞行和自主着陆技术。只不过第一级,换成了长征二号F火箭。



火箭动力部分重复使用运载器发射剖面目前,空天飞机的轨道级,公开报道已经进行了多次测试。2011年,完成了“跨大气层飞行试飞成功”。此次试飞任务,不但圆满完成了高速自主进场陆飞试验,突破了全电刹车控制等多项核心关键技术,在国际上创造了多项第一。



在完成首次试飞之后,又经过多年的完善和创新,我国于2020年9月,在甘肃酒泉卫星发射中心,成功发射了可重复使用航天器,在轨飞行2天之后,成功返回预定的着陆场。





时隔两年,2022年8月,我国又一次成功发射可重复使用的航天器,并在轨飞行276天后,于2023年5月成功着陆。另外,我国还进行了亚轨道级运载器重复使用飞行试验,不过这个是航天科技集团在研发。2022年8月26日,由中国航天科技集团有限公司一院自主研制的升力式亚轨道运载器重复使用飞行试验获得圆满成功。



该亚轨道重复使用运载器以液氧烃类火箭发动机作为主动力,采用升力式构型,垂直起飞、水平着陆,能够通过自动进场着陆方式实现准确着陆和完全重复使用。亚轨道一般是指距地面20~100公里的空域,处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间,也称为空天过渡区。亚轨道飞行与轨道飞行的最大区别在于亚轨道飞行不能环绕地球一周。从速度上来说,达不到环绕地球所必须的第一宇宙速度,所以飞行器在到达最高点(远地点)之后高度就会一直下降,并且在绕回发射点之前就会落地。亚轨道飞行和轨道飞行可重复使用航天器,未来有可能会发展成亚轨道轰炸机和空天战机,军事用途潜力巨大,就看谁能掌握主动权,率先突破。