可重复使用航天器全寿命周期成本及经济性评估
2021-04-14杨海峰
载人航天 2021年1期
杨海峰,俞 进
(中国空间技术研究院,北京100094)
1 引言
随着全球航天器发射次数越来越多,频率越来越高,从可持续发展来看,降低任务成本、提高经济性成为必然趋势,其中可重复使用技术是降低航天任务成本的有效途经。目前以SpaceX公司为代表的商业可重复使用航天器已投入使用,中国可重复使用航天器正处在研制验证阶段,尚缺乏相关经济性评估模型。
美国的龙飞船(Dragon)、多用途飞船(MPCV)、俄罗斯正在研制的未来载人运输系统(PPTS)等新一代天地往返运输系统均采用可重复使用方案。其中美国SpaceX公司的龙飞船在2017年6月3日进行第11次商业运输任务时,首次实现了返回舱的重复利用,重复使用2014年9月21日发射的第4次商业运输任务的返回舱。此外,经过多次回收试验,SpaceX公司在2017年3月30日首次采用猎鹰9的一级火箭成功发射一颗通信卫星,并再次成功回收一级火箭,重复使用2016年4月8发射龙飞船CRS-8的猎鹰一级火箭,以上表明SpaceX公司已经掌握可重复使用关键技术。SpaceX公司也宣布将持续压缩重复使用一级火箭的维护周期,后期维护周期将大幅度降低,以提高发射效率,降低使用成本。中国新一代载人飞船也已经于2020年5月8日成功返回,验证了部分可重复使用技术。
但重复使用并不都是经济的,可重复使用航天器设计难度大、研制经费多,加上后期维护成本,相比一次性使用的航天器,是否真正能够降低任务成本,实现经济性,目前尚缺乏准确的评估模型。例如美国航天飞机计划的出发点之一就是想通过可重复使用来降低使用费用。……
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