中国成功验证亚轨道可复用运载器,最快什么时候能实现载人飞行?

2022年8月26日,中国航天科技集团有限公司所属的中国运载火箭技术研究所,正式对外公布称:其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。飞行试验采用的运载器经健康检测维护后,在酒泉卫星发射中心再次点火垂直起飞,按照设定程序完成亚轨道飞行,平稳水平着陆于阿拉善右旗机场,成功实现我国亚轨道运载器的首次重复使用飞行。

所谓的亚轨道虽然飞行高度没有绕地球运转的神舟载人飞船高、但是也比常见的喷气式飞机飞行高度高得多,一般距离地面20--300公里的高度都算作是亚轨道空间。因为在这个高度下一般喷气式飞机很难长时间飞行,同时也因为其仍然受到较大的空气阻力和地球引力影响,,不可能和绕地卫星一样长时间运转下去,所以这个介乎于两者之间的空间高度就称为“临近空间”,而在这个高度范围内飞行的飞行器就被称为 “亚轨道飞行器”。

可能很多人觉得亚轨道这个高度区间,因为同时受到地球引力和空气阻力的双重影响,无法长时间飞行,所以其战略价值远不如近地轨道的航天器价值高。但实际上近几年亚轨道早已成为各国争相发展、试验的新空域,像美国早在21世纪初就开始秘密试验的X-20、HTV-2飞行器、以及美国维珍航空发射的“太空船二号”观光飞机都是亚轨道飞行器,像我国近几年多次试验的运载器也是亚轨道飞行器,甚至包括此前秘密发射过的“腾云空天工程”都是亚轨道飞行器。

但像我国发射过的神龙、美国的X-37B都是可以进入近地轨道的无人航天器,所以其并不是亚轨道飞行器,而是可重复使用的航天器。

之所以开发亚轨道这个飞行空域,主要从商业和军事两大层面来体现优势:

商业层面:

基本上每个国家的超级富豪在实现金钱自由后,都会毫不在乎价值的购买全球范围内任何自己喜欢的东西,甚至包括几百万美元购买一张进入太空遨游的船票,来彰显自身身份的尊贵。

所以对航天科创公司而言,发展能够进入近地轨道、甚至更高轨道的载人航天器,会受到运载火箭和载人飞船的两大技术限制。而这两项技术不仅掌握在中美俄手中,同时也因为巨大的航天风险,想要突破不仅需要时间、更需要几乎取之不尽的金钱支撑。像全球最大的私人航天企业SpaceX之所以能够成功,除了当初NASA给其提供各类航天人才和技术外,还包括NASA从一开始就故意给其提供更多航天发射订单,才成就了如今的SpaceX。

但对于只需要满足人类太空遨游的太空旅游公司而言,花这么大的价钱去搞太空旅游,不光技术难度大、风险大,而且投资几乎就是个无底洞,想要只依靠出售船票来收回成本、甚至盈利几乎很难很难。所以与其这样还不如降低技术难度来降低研发成本和技术风险,而亚轨道飞行高度因为高度比喷气式飞机正常飞行高度更高的原因,其基本上已经具备了临近太空的失重环境性质,同时其相比近地轨道飞行高度更低,研发成本也更低,所以更适合为某些客户提供一张进入太空遨游的机会。

同时亚轨道运载器除了能够为人类进入太空遨游提供机会外,还能够用于洲际高速运输领域。毕竟现阶段商业运输最快的民航客机仍然是亚音速飞行,跨洲际飞行至少也需要十几个小时,严重降低了商业全球化发展的速度和机会。

所以亚轨道的运载器就成了最好的替代者,因为其飞行速度特别快,能够达到十几马赫的飞行速度,跨洲际飞行一般也只需要几十分钟或者一个小时,而且亚轨道的运载器都设计有尺寸巨大的升力体飞行结构布局,洲际飞行速度更快、起飞重量也可以更大。更重要的是亚轨道运载器从一开始就定位于民用机场跑道水平起降,所以更适合作为商业人员、物资的超高速度、跨洲际空运。

军事层面:

说起亚轨道熟悉的人都知道这是近几年才提出的新理念,而说起弹道导弹很多人就都知道这是早在二战末期就有的武器装备。而这两个实际是有直接联系的,因为从最早的德国V-2到如今的各种洲际导弹、或者类似东风-17这种高超音速导弹,都是飞行在亚轨道这个高度空域内的,也就是说亚轨道的军事作战属性,其实在亚轨道被正式开发、试验前就已经被大规模应用。

毕竟这个飞行高度不受领空高度限制、而且因为飞行速度快、飞行高度高的优势,基本上很难被地面防空系统所拦截,而且相比传统洲际导弹的弹道式飞行路线而言,因为亚轨道仍然具有较为稠密的空气,所以运载器在亚轨道飞行就会受到空气作用在机身上的升力和机动控制力,继而获得更快的飞行速度、更远的飞行距离、更强的突防能力优势。像东风-17就是一款飞行在临近空间的亚轨道飞行器,其飞行弹道像“打水漂”一样,不断在空气稀薄不一的空域变化机动,所以东风-17虽然体型和东风-16导弹接近,但射程和突防能力相比东风-16有了好几倍的提升。

而亚轨道的运载器相比东风-17这类依然延续弹道导弹的高超音速导弹而言,其未来实战化部署后,在具备东风-17的远射程、高速度、快突防能力优势下,创新性的采用了可重复概念设计,这样在未来战争中,其可以直接从任意机场跑道起飞,以绝对高的速度飞抵目标上空投弹后,再完整无损的返回预定着陆机场,既降低了战争耗费,同时其既可以搭载攻击的弹药,也可以搭载侦察设备,实现一个小时内完成跨洲际战略侦察任务。

当然从去年和这次两次亚轨道运载器的重复发射来看,主导企业都是中国航天科技集团。而航天科技集团早在2016年对外宣布的亚轨道飞行器设计计划书中,就有一个11吨重的亚轨道载人飞行器研制计划,该飞行器初期载人数量5人,后期放大版本将能够实现20人的载人量,同时飞行高度也将更高,且能够穿梭外太空和临近空间。

且更为重要的是,航天科技集团同时也对外宣布过,这种亚轨道飞行器预计2020年开始实际发射测试,2028年前后实现载人飞行。而从过去几年间我国进行过的相关实际发射试验来看,2021年7月16日应该是其首次发射,而这一次则是该亚轨道重复运载器第二次实际发射,所以连续两次的发射成功、并安全返回也就代表了基本上已经定型,估计下一次实际发射就会进入模拟飞行阶段,2030年前实现载人亚轨道空间真正飞行。

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页面更新:2024-03-19

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