中国运载火箭发展战略
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2006年第1期 导 弹 与 航 天 运 载 技 术 No.1 2006 总第281期 MISSILE AND SPACE VEHCILE Sum No.281
收稿日期:2005-11-23
作者简介:果琳丽(1975-),女,高级工程师,从事运载火箭设计和战略研究
文章编号:1004-7182(2006)01-0001-05
中国航天运输系统未来发展战略的思考
果琳丽,申 麟, 杨 勇,胡德风
(中国运载火箭技术研究院研发中心,北京,100076)
摘要:概括了航天运输系统的概念、任务、总体技术要求的发展变化,总结了国外航天运输系统的技术特点和发展状况,分析了我国航天运输系统的差距和不足,进而提出了我国航天运输系统未来的发展战略。
关键词:运载火箭;空间飞行器;重复使用运载器;发展战略
中图分类号: V475 文献标识码:A
Study on the Development Strategy for China Space
Transportation System
Guo Linli ,Shen Lin ,Yang Yong, Hu Defeng
(China Academy of Launch Vehicle Technology, R&D ,Beijing ,100076)
Abstract : In this paper, the development on the concept, task and technology requirement of space transportation system(STS) is introduced. Based on the technology characteristics and development tendency of STS, the deficiency of China STS is analyzed. Also an development strategy for China STS is put forward.
Key Words : Launch vehicle; Space vehicle; Reusable Launch vehicle; Development strategy
1 引 言
随着航天技术的发展,航天运输系统的概念、任务和总体技术要求都发生了根本性变化。航天运输系统是指承担从地球表面到空间轨道、空间轨道到空间轨道、空间轨道到地球表面航线上所有运输任务的运载工具系统的统称。从运载火箭到航天运输系统的发展历程来看,共经历了3个方面的拓展:
a )概念的拓展:由一次性运载火箭拓展到包括一次性运载火箭、天地往返运输系统及空间运输系统在内的综合航天运输系统。
b )任务的拓展:由单纯的入轨运输,逐渐向天地往返运输、在轨维修服务、深空运输、空间救
援等方向发展,具备“进入空间、空间转移、空间返回”的能力。
c )总体技术要求的拓展:除满足基本的运载能力、入轨精度要求外,进一步向“可靠、安全、环保、快速、机动、廉价”等方面发展。
航天运输系统是保持空间优势能力的关键支柱,它的发展水平体现了一个国家自由进出空间的能力。确保可靠、安全、环保、快速、机动、廉价地进出空间,不仅是未来实现迅速部署、重构、扩充和维护航天器的基础,也是大规模开发利用空间资源的前提。
导弹与航天运载技术 2006年2
2 国外航天运输系统的技术特点和
发展状况
目前美国、俄罗斯、法国、中国、英国、日本、印度和以色列等国家已拥有或拥有过能发射卫星的航天运输系统。全世界已经先后研制出近百种运载火箭、航天飞机、宇宙飞船等,修建了10多个大型航天器发射场,进行了4 000多次航天发射[1]。从世界各国航天运输系统的构成来看,大致可以分为一次性使用运载火箭、重复使用运载器及空间运输飞行器等几类。
2.1 一次性使用运载火箭
纵观世界各国一次性运载火箭的发展历程,可以看出以下技术特点和发展趋势:
a)现有一次性运载火箭型谱比较健全,对于大中小型各类有效载荷都有性价比合适的运载工具进行发射。
美、俄、欧、日等国都建立了比较完善的一次性运载火箭型谱,例如美国的宇宙神系列、德尔它系列、雅典娜系列、飞马座系列、金牛座系列;俄罗斯的质子号系列、安加拉系列和天顶座、联盟、第聂伯、隆声号、起跑号等火箭,火箭的运载能力覆盖大中小各类有效载荷的需要。
b)在2005年前后各主要航天国家将完成大型运载火箭的更新换代,原有的中型和大型运载火箭将逐渐退役,新型运载火箭将朝着大直径、大运载能力方向发展。
根据国外公布的计划,2003~2006年全球各主要航天国家将完成大型运载火箭的更新换代,至2010年,低成本、高可靠性、无污染、大推力的新一代火箭将替换现有的绝大部分中型和大型火箭。国外运载火箭型号的发展与更新换代见图1所示[2]。
图1 国外大型运载火箭的更新换代示意图
c)进一步强调降低一次性运载火箭成本,提高可靠性和发射成功率。
为了满足市场竞争的需要,降低发射价格成为各国新研制运载火箭的发展重点,在研制的初期就提出了降低发射成本的目标。如美国研制一次性改进型运载火箭(EELV)时就明确提出把发射费用降低25%~50%,西欧在研制阿里安5火箭时明确规定每次发射成本低于阿里安44L火箭发射成本的90%。发射价格固然重要,但可靠性是运载火箭扩大市场份额必不可少的条件。例如欧空局的阿里安系列运载火箭曾经占领近一半的国际商业发射市场,主要是因为它具有良好的发射记录、较高的可靠性和安全性。
d)注重发展具备快速机动发射能力的小型运载火箭。
未来军事斗争准备要求能够在战时快速发射军用小卫星入轨,执行对地侦察、监视、通信等任务,并兼顾民用小型有效载荷的发射要求。从快速