据新华社报导，华夏在酒泉卫星发射中心成功发射可循环运用航天器，在轨飞行两天后，航天器于6日成功返回预定着陆场。这一次试验的成功，标记着华夏可循环运用航天器技艺探讨取得要紧突破，延续可为和平应用太空提供愈加便利、便宜的往返形式。

可循环运用航天器都有哪些类别？经验了哪些进行进程？咱们约请航天学博士李会超向读者做些解读。

问：可循环运用航天器最早的研发是甚么时刻最初的？

答：车子是咱们经常使用的代步用具，但假如车子达成一次旅程后就不得不被抛弃，那末运用车子的费率将高于多数人的承担范畴。从太空时期伊始到此刻，大家一直试图研造出可行循环运用的航天器。近年来，可循环运用航天器表现遍地开花的局势，为人类更深入广大地应用太空开辟了新公路。

可循环运用航天器的研发，最早可行追溯到上世纪六十年代美国的X-15试验飞行器。上世纪五十年代末，大家同一时间在探寻两种映入太空的门径。一个是应用运载火箭，从地面将飞船发射升空，映入近地的航天轨道。这类形式和咱们今日常见的太空飞行形式相似，一会儿后便取得了成功和大范围的利用。另一个则是将在密集大度之内飞好的飞机改装成能够在超高空飞行甚而映入太空亚轨道的飞机。这是日前仍在进行的空天飞机的雏形。X-15即是空天飞机的最早尝试。

大度层内飞好的飞机通常采纳与空气相互效用得到推力的启动机，而在大度稀薄的超高空飞行时，这类启动机没有办法发生充足的推力，空气中的氧气也没有办法保持启动机运行。因而，X-15采纳了液体火箭启动机，以酒精（后期改良为没有水氨）和液氧为推行剂，混合燃烧后从启动机尾部喷管中快速喷出，推行飞机飞好的能量和动量全来自于推行剂自身，能够为X-15提供数百千牛的推力。而在稀薄大度中飞行时，惯例飞机与空气相互效用的翼面也没有办法发挥效用，因而，X-15采纳了反冲操控体系，应用小型高比冲启动机在各个方向施加的推力，操控飞机的飞行姿态。

尽管具有了诸多航天器的特征，但X-15依然具备在大度层中飞行所必需的机翼。只是，X-15的机翼通过了空气能源学特别设置，可行让其在超高音速的飞行状况下维持稳固。X-15其实不经过本身的能源从机场起飞，却是经过B-52轰炸机充当的大型母机携带到约13000米高度解放，以后最初自助飞行，应用火箭启动机提升本人的速度和高度。美国以80千米高度作为太空和大度层的边界。X-15在服役进程中，曾屡次飞过这种界限映入亚轨道。

X-15的最高飞行高度为108千米，而通常的战斗机升限高度仅在20千米左右，民航飞机则更低。X-15还飞出了差不多惊人的2.02千米/秒的最高飞行速度。尽管火箭发射航天器的成功，迫使X-15不得不下马，可是这类飞行器认证了在大度层与太空边界的临近体积飞好的可能性。日前美军正好发展测试的X-37B空天飞机，和列国未来的空天飞机计划，都与X-15的试验有联系。母机空中解放的发射形式也为后来的飞行器、航天器所采纳。比如，维京银河企业正好试验的亚轨道飞船，便是采纳母机半空解放飞船的发射形式，未来有望使亚轨道太空旅行成为可能。

问：与航天飞机相干的可循环运用航天器，是怎么进行的？

答：升力体飞行器是另一个可循环运用航天器采纳的方案。飞机等固定翼飞行器，经过翼面和大度的效用发生升力，托举飞行器在大度中飞行，而升力体飞行器则应用本身特别的外形，在机身上干脆发生升力。研发升力体飞行器的目的，却非期望运用这类飞行器代替飞机，却是期望应用升力体飞行器解决载人航天器在返回大度层时的操控难题。在上世纪六七十年代，美国的“阿波罗”飞船和苏联的“联盟”飞船运用的皆是太空舱构型。太空舱在返回地面时，根本没有办法操控本人的飞行轨迹，只能沿着脱离轨道时映入的弹道落地。而升力体飞行器则可行可控飞行，降落到预定的机场，或许暂时调度到备降场。

最有代表性的升力体飞行器，是美国的X-24A、X-24B、M2-F3、HL-10等试验飞行器。以今日的目光看，这点升力体飞行器的外形略显呆萌，尾部依然保存的机翼是为了飞行姿态的稳固和操控，却非用以获取升力。在试验进程中，这点飞行器同样在母机上解放，经过火箭启动机等本身能源发展飞行试验。在航天飞机计划进行进程中，航天飞机轨道器原本有可能采用升力体构造。但在进一步的设置进程中，工程师们发觉升力体外形没有办法与航天飞机必需装备的能源箱较好地绑定在一同，因而放弃了对升力体方案的运用，转而采纳三角翼方案。

只是，X-24A等升力体飞行器，试验了航天飞机的“必选动作”。1969年，X-24A发展了一次没有能源再入试验，飞机从母机解放后不开启启动机，仅经过滑翔飞好的形式降落在机场上。这正是航天飞机返回地面时所运用的形式，因而X-24A的试验成功也为航天飞机计划的展开铺平了公路。

映入新世纪后，少许新研发的载人航天飞行器采纳了升力体飞行器的结构，以实现较为可控和低损失的返回进程，继而实现飞行器的可循环运用。美国家内部华达山脉企业自2010年最初，借助NASA“商业载人航天计划”的资助，最初了“追梦者”飞船的研发。依照设置方案，这类飞船每一次可行装载3-7名宇航员，也可行通过改造后用于货运飞行。在发射时，飞船将被安装在鼎力神5等大推力火箭顶部映入太空。而返回时，则可行经过本身升力体的外形自助着陆。这类外形酷似小号航天飞机的飞行器，在通过NASA两轮资助后，终归未能入选商业载人航天计划的第一批飞船。只是，内华达山脉企业曾经拿到了未来几年的体积站货运飞行协议，升力体飞行器也有望借助这类飞船实现真实的太空飞行。而欧空局计划在未来源主实行的载人航天计划，也以升力体飞行器为飞船的根本构型。

问：现在好多国度在设置新一代飞船时，不约而同地采纳了舱体式飞船的方案，这是怎样回事？

答：在航天飞机显露前，大家最重要的运用由若干舱体组成的飞船发展载人飞行。航天飞机计划成功实行后，一度有取代舱体式飞船的趋向。在航天飞机设置之初，大家以前憧憬航天飞机机队保持每年50次以上飞好的出勤率，每一次飞行低至数百万美元的飞行本钱；每艘航天飞机在达成一次任务后，仅有1%的部件须要革新，通过两个星期的整备就可以重返太空，焦点启动机可行运用数十次。然则，实质概况而是每一次飞行后的实质维护事业远超出预期，须要更换大批的部件、消耗约2000小时的时间，航天飞机的飞行维护本钱也随之一飞冲天。

在吸取了航天飞机构造功效过于繁杂的教训后，列国的设置师们都认识到，载人航天器自身最重要的是航天员往返天地的运输用具，不行在载人功效之外为其赋予太多的其它功效。因而，在设置新一代飞船时，它们不约而同地又采纳了舱体式飞船的全体设置方案，又都赋予了新飞船可循环运用的功效。

以可循环运用航天器为最重要的“卖点”的美国SPACEX企业，在此前得到成功的龙飞船货运型的根基上，设置了载人型龙飞船。在通过多轮PK后，载人龙飞船成为了NASA商业载人航天计划的第一批飞船，在本年5月30日执行了航天飞机停飞后美国载人航天的初次复飞任务。载人型龙飞船一次最多可行将7名宇航员送入太空，在不对接的概况下可行独立在太空中飞行一周。依照SPACEX对外推出的消息，载人型龙飞船可循环运用约10次。但在现阶段的协议中，全部任务都会运用最新生产的飞船。

波音企业的CST-100星际客机是商业载人航天计划的另一个飞船，同样具有可回收循环运用的能力，设置的第一大重用次数在10次左右。在着陆进程中，飞船乘员舱底部的防热罩将在约1500米高度时抛弃，露出安排在防热罩内的缓冲气囊。在落地前，缓冲气囊将充气开展，为落地提供缓冲。

NASA自行研制的下一代载人“猎户座”飞船，也是一个具备循环运用能力的飞船。龙飞船和CST-100飞船最重要的用于往来于世界体积站的飞行，而“猎户座”则瞄准载人登月乃至登陆火星的任务要求，具有以第二宇宙速度干脆再入大度层的能力，舱体的防辐射功能也考量了深空飞行中愈加恶劣的宇宙线环境。

特别值得一提的是，我们国家本年5月成功发射和返回的新一代载人飞船试验船，返回舱也是可循环运用的。它采纳金属构造与防热构造分开的设置形式，返回后只要要更换防热构造即可，金属构造和舱内设施能循环运用。新一代飞船能够以第二宇宙速度再入大度层，还能在返回进程中克服电离气体造成的“黑障”景象，使飞船与地面始终维持联系。

（原题为《可循环运用航天器是何神器？航天学博士来解答》）

来自：北京日报

编辑：廖晨昊