近年来，美国“猎鹰9”火箭为代表的低成本火箭，在可回收技术成熟后，其发射成本已经拉平，甚至低于中国“金牌火箭”——长征2号及其后续产品长征7号的水平。

但中国航天人也没闲着，航天科工和航天科技集团最近都透露，正在研制新一代低成本火箭。其中，航天科技集团副总裁透露，他们将研制新一代具备可回收能力的运载火箭，报价有望降至每公斤5000美元水平（约3万人民币）。而航天科技集团则表示，正在研制世界最大的固体燃料运载火箭，其发射成本也将降低到每公斤1万美元以下。

中国运载火箭技术研究院研发中心总体室主任陈洪波近日接受采访时透露，中国可重复使用火箭研制正处于攻关阶段，其最终目标是单位有效载荷发射成本降低至现有一次性运载火箭的十分之一。

长征六号运载火箭成功发射（图片来自微信公众号“中国航天科技集团”）

航天科技副总经理：可重复使用火箭

在近日举行的中国航天高峰论坛上，中国航天科技集团公司副总经理杨保华给出了一个诱人的报价，称低轨卫星发射将来可能的预期报价为每公斤约5000美元。要知道，中国目前在国际上最具商业优势的快舟一号甲火箭，其发射成本约为每公斤1万美元。

从“成本约1万美元”到“报价约5000美元”，如此大胆的预期的根据是什么呢？

据人民日报海外版4日报道，杨保华透露了一个在人们意料之中的关键词，“可重复使用火箭”。只有实现可重复运载火箭的技术大跨越，才有可能这样大幅降低发射成本，为从根本上提高中国商业航天的国际竞争力奠定雄厚基础。

传统上，航天科技集团是我国承担商用卫星发射的主要企业，但在最近，它常被网友戏称为“主业是送人上西天”的，主要承担导弹研制任务的航天科工集团也在进军商业航天。

最近还有报道指出，该集团正在研制大直径固体运载火箭。将开发快舟11、快舟21、快舟31等低成本固体运载火箭。据称，快舟系列火箭将采用移动方式发射，对发射场的要求比较低。主要的追求目标是控制成本，每公斤载荷的费用将会控制在1万美元以内，具有“低成本、快响应、市场化”的特点。

据新闻联播称，日前，四院提前透露了一项颠覆性技术研制进展 ，运用碳纤维复合材料缠绕技术制造的固体火箭，将用在明年发射的快舟11号火箭上。一旦实现就可以用于直径为4.2米的发动机壳体。这将超过世界上最先进的3.6米的发动机壳体，用于快舟21号、快舟31号上。

视频请戳——

可重复使用火箭研制正处于攻关阶段 预计在2020年左右“首飞”

中国运载火箭技术研究院研发中心总体室主任陈洪波近日接受采访时透露，中国可重复使用火箭研制正处于攻关阶段，其最终目标是单位有效载荷发射成本降低至现有一次性运载火箭的十分之一。与有望大幅降低成本相应的是发射准备时间也可以大幅压缩。传统火箭发射准备动辄数月，而可重复火箭则有望做到大幅提升空间快速响应能力，做到快速检测，快速发射，未来可以像飞机一样实现航班化的天地往返运输。

“预计在2020年左右，我国自主研制的可重复使用运载器将完成‘首飞’，并将实现10天10次发射、单位有效载荷发射成本降低至现有一次性运载火箭的五分之一等目标。”陈洪波表示。

这款“中国造”运载器的优选方案是让火箭一级二级并联组合，形象来说是一级“背着”二级、二级机身设置有效载荷舱。完成各自任务以后，一二级分别水平降落至着陆场。

值得注意的是，美国国防高级研究计划局主导的XS—1（试验性太空飞机）也计划在2020年完成飞行试验。

陈洪波透露，中国正在规划开展火箭动力与组合动力完全重复使用运载器的攻关研制。如果顺利，将在2030年前全部完成可重复使用运载器的研发及飞行试验，成为全球首个实现完全重复使用运载器研制的国家。他说，该运载器将主要面向距地300至500千米高度的轨道，承担未来中国空间站的人员、物资运输任务，满足军民两用的有效载荷发射需求。

大幅降低成本和时间

可重复使用火箭是相对于“一次性运载火箭”而言的概念，指运载器从地面起飞完成预定发射任务后， 全部或部分返回并安全着陆，经过检修维护与燃料加注，可再次执行发射任务。

上海宇航系统工程研究所高工徐大富博士表示，可重复使用火箭的优点是减少运载器一次性使用后抛弃昂贵的箭体、发动机及电气设备造成的浪费，通过多次使用分摊费用来降低运载器的生产与发射成本。关于可重复使用火箭的类别，他介绍说，根据不同的分类方法可以划分出很多类型，按重复使用程度可分为部分重复使用和完全重复使用，按入轨级数可以分为单级入轨和两级入轨，按动力类型可分为火箭动力和吸气式组合动力。

可以反复多次使用，费用每次分摊当然就可以把成本降下来，可重复使用火箭降低成本的道理不难理解。对于降低成本的幅度，世界上掌握可重复火箭技术的公司之一美国太空探索技术公司曾给出官方预期数据。

该公司副总裁肖特韦尔曾称，一级火箭回收复用的初期目标是降低30%发射费用，多次复用后将降低60%以上。太空探索技术公司重复利用的“猎鹰9”火箭总造价据测算约为5000万美元，而推进剂的成本只有20万美元，如果重复使用技术将来进一步走向成熟和完善，其降低成本的空间无疑巨大。

三种方式实现可回收

可回收火箭技术是世界航天领域一颗最璀璨的“明珠”，是航天大国激烈角逐的最前沿领域之一。关于火箭子级回收的具体技术，中国空间技术研究院研究员庞之浩介绍说有三种。

第一种是降落伞垂直下降方案，即在火箭分离后先进行空中制动变轨进入返回地球大气层的返回轨道，接着在低空采用降落伞减速，最后打开气囊或用缓冲发动机着陆。这种方案与回收飞船返回舱和返回式卫星类似。

第二种是动力反推垂直下降方案，其空中变轨制动同第一种，但在低空采用发动机反推减速，以垂直下降方式降落地面，美国“猎鹰9”火箭采用的就是这种方案。

第三种是滑翔飞行水平降落方案，即箭体采用翼式飞行体，在变轨制动后，火箭像飞机一样水平降落返回地面。这种方案又分为有动力和无动力两种，后者完全依靠翼身的气动力滑翔飞行（与美国航天飞机着陆类似），而前者是采用装有涡喷发动机的翼式飞行体，在返回地面过程中启动涡喷发动机进行巡航机动飞行，可实现更大范围的回收区选择（与苏联暴风雪号航天飞机着陆类似）。

资料图

坚持沿着两条路径发展

中国对可回收火箭的研究早就开始了。2011年，中国运载火箭技术研究院研发中心开始设立可回收火箭项目，成立了由研究发展中心副总研究师申麟领衔的项目团队，并对致力于可回收火箭研发的机构进行了调研分析，对上述三种回收方式进行了深入论证。

《2016中国的航天》白皮书虽然没有使用“可回收火箭”这一词汇，但在“未来五年的主要任务”第一部分“航天运输系统”中提出，“开展低成本运载火箭、新型上面级、天地往返可重复使用运输系统等技术研究”。其中“低成本运载火箭”在很大程度上就是指“可回收火箭”。

对中国可回收火箭目前的研发状况，申麟近日接受记者采访表示，从总体上来讲，正处于关键技术攻关阶段。具体来说，在技术路径方面，中国没有选择单一方式，而是坚持“两条腿走路”，即沿着“降落伞+气囊”和“垂直降落”两种方式进行研发。在研究进展方面，前一种回收方式走得更快一些。2015年11月，项目团队成功进行了运载火箭子级回收群伞空投试验。对试验结果，申麟认为，虽然只是一个缩比试验，但是验证了使用大型群伞的技术能力，获得的数据也很好地支撑了相应的设计和论证工作。

“降落伞+气囊”回收方式试验的成功在很大程度上得益于中国在此方面的技术积累，实际上，经过数次实战考验的神舟飞船返回舱就是采用这种方式成功地在目标区域回收。对于“垂直降落”回收方式的研究也在紧锣密鼓进行中，申麟透露说，中国运载火箭技术研究院研发中心已完成了系统的方案论证和相应的仿真研究。

运载火箭技术正处在发展进步之中，特别是新型燃料的采用，将可能为回收技术的演进开辟新的路径。或许正是从这个角度上，申麟在展望中国火箭回收技术在“十三五”期间的发展时，把目光投向以液氧甲烷为推进剂的运载火箭，他希望与团队一起努力，在火箭回收技术上取得新的重大突破，早日打造出属于中国的能大幅降低成本的可回收火箭。