楊開(kāi) 米鑫（ 中國(guó)航天火箭技術(shù)研究院 北京航天控制儀器研究所）

2020 年，全球航天發(fā)射達(dá)到114 次，完全成功104 次，失敗10 次，發(fā)射載荷數(shù)量首次破千。其中，美國(guó)44 次[含從新西蘭發(fā)射的“電子”（Electron）火箭]、中國(guó)39 次、俄羅斯17 次[含從庫(kù)魯發(fā)射的聯(lián)盟－ST（Soyuz－ST）火箭]、歐洲5 次、日本4 次、印度2 次、伊朗2 次、以色列1 次。“長(zhǎng)征”系列火箭發(fā)射34 次，獵鷹－9（Falcon－9）發(fā)射25 次，聯(lián)盟－2（含聯(lián)盟－ST）發(fā)射15 次，“電子”發(fā)射7 次，宇宙神－5（Atlas－5）發(fā)射5 次[1]。其中，發(fā)射器－1（LauncherOne）、火箭－3（Rocket－3）首飛遭遇失利，“電子”火箭遭遇2018 年首飛以來(lái)的第二次失利，火箭－3 在2020 年底的第二次發(fā)射也遭遇失利，“織女星”（Vega）在2019 年失利之后在2020 年又一次發(fā)射失敗，伊朗則是遭遇了2017 年以來(lái)連續(xù)的第5 次失利，中國(guó)也遭遇4 次失利。獵鷹－9 和聯(lián)盟－2.1a 火箭均成功執(zhí)行首次載人航天發(fā)射任務(wù)，宇宙神－5 和H－2A 都成功發(fā)射火星探測(cè)器，宇宙神－5 成功發(fā)射價(jià)值15 億美元的“太陽(yáng)軌道器”（SolO）。

2020 年全球航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)射數(shù)據(jù)

1 發(fā)射需求快速增長(zhǎng)，商業(yè)和深空成為政策和發(fā)展熱點(diǎn)

發(fā)射需求持續(xù)快速增長(zhǎng)，且呈現(xiàn)出多元化的特點(diǎn)。運(yùn)營(yíng)商因頻譜調(diào)整需補(bǔ)充C 頻段衛(wèi)星，使得2020 年大型地球同步軌道（GSO）通信衛(wèi)星訂單大幅增至18 個(gè)[2]。美國(guó)軍方的“國(guó)家安全航天發(fā)射”（NSSL）服務(wù)第二階段合同授出以及歐洲政府給予阿里安－ 6（Ariane － 6）火箭的保障性訂單，同樣使大型衛(wèi)星發(fā)射訂單數(shù)量大幅上漲?！靶擎湣保⊿tarlink）和“一網(wǎng)”（OneWeb）等大型星座開(kāi)始部署，發(fā)射數(shù)量快速增長(zhǎng)，2020 年全球衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量也因此首破千顆。根據(jù)歐洲咨詢(xún)公司（Euroconsult）預(yù)測(cè)，未來(lái)10 年的衛(wèi)星需求是上個(gè)10 年的5 倍，平均每年都有1250 顆以上[3]。此外，商業(yè)空間站、在軌服務(wù)和軌道轉(zhuǎn)移、地面?zhèn)浞菪前l(fā)射等特殊需求的出現(xiàn)，也使得發(fā)射服務(wù)向著多元化方向發(fā)展。

“一網(wǎng)”星座衛(wèi)星即將利用聯(lián)盟－2 火箭發(fā)射（來(lái)源：Roskosmos）

商業(yè)航天企業(yè)正在成為創(chuàng)新發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，各國(guó)政府出臺(tái)相關(guān)刺激政策。歐盟委員會(huì)-歐洲航天局（EC-ESA）第十屆航天理事會(huì)形成歐洲航天發(fā)展戰(zhàn)略要點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)發(fā)展新航天；美國(guó)改組商業(yè)航天運(yùn)輸監(jiān)管機(jī)構(gòu)，推出一站式的許可流程；印度設(shè)立國(guó)家航天推廣與授權(quán)中心（IN-SPACe），負(fù)責(zé)商業(yè)航天企業(yè)的活動(dòng)許可和監(jiān)督，并向商業(yè)企業(yè)開(kāi)放國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施。

航天大國(guó)將目標(biāo)聚焦到月球和火星等深空目的地，2020 年，全球成功發(fā)射3 個(gè)火星探測(cè)器則是這一趨勢(shì)的直接表征。美國(guó)發(fā)布的新版《國(guó)家航天政策》提出“引領(lǐng)人類(lèi)在月球、火星和更遠(yuǎn)的太空中永久存在的新時(shí)代”，確立將人類(lèi)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)擴(kuò)展到深空、在月球建立永久基地、載人火星探測(cè)等具體目標(biāo)[4]。美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）發(fā)布《月球持續(xù)探索與開(kāi)發(fā)規(guī)劃》，闡明了從月球到火星的路徑，甚至已經(jīng)從太空探索技術(shù)公司（SpaceX）購(gòu)買(mǎi)了“獵鷹重型”/ 龍－ XL（Falcon Heavy/Dragon－XL）為月球軌道平臺(tái)“門(mén)戶(hù)”（Gateway）提供貨運(yùn)服務(wù)，并通過(guò)《阿爾忒彌斯協(xié)定》（Artemis Accords）吸引澳大利亞、加拿大、日本、盧森堡、意大利、英國(guó)、阿聯(lián)酋和烏克蘭8 國(guó)參與其深空計(jì)劃。此外，美國(guó)《航天政策6 號(hào)令》（SPD － 6）規(guī)劃空間核動(dòng)力與核推進(jìn)（SNPP）技術(shù)的戰(zhàn)略路線(xiàn)圖，為深空活動(dòng)提供能源和動(dòng)力基礎(chǔ)。

SpaceX 公司的龍－XL 飛船（來(lái)源：SpaceX）

SLS 芯級(jí)吊裝到斯坦尼斯航天中心B－2 試車(chē)臺(tái)做試車(chē)前的準(zhǔn)備

2 不同的研制模式和路徑下，重型火箭的經(jīng)費(fèi)進(jìn)度差異顯著

截至2020 年底，“航天發(fā)射系統(tǒng)”（SLS）首飛箭完成了除芯級(jí)試車(chē)外的地面試驗(yàn)活動(dòng)（2021 年1 月17 日，NASA 進(jìn)行了SLS 首次芯級(jí)點(diǎn)火試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)只點(diǎn)火了1min，未達(dá)到SLS 飛行任務(wù)中所需工作時(shí)長(zhǎng)），包括芯級(jí)5 個(gè)部段的結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗(yàn)、RS－25 發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)、固體助推器的地面試車(chē)等，NASA 也在肯尼迪航天中心（KSC）開(kāi)始固體助推器裝配，標(biāo)志著首飛箭發(fā)射場(chǎng)總裝活動(dòng)的啟動(dòng)。繼2019 年與波音公司（Boeing）協(xié)商10 枚芯級(jí)的研制合同之后，2020 年NASA 又花費(fèi)17.9 億美元從航空噴氣-洛克達(dá)因公司（Aerojet Rocketdyne）采購(gòu)18 臺(tái)RS－25 發(fā)動(dòng)機(jī)。NASA 依托波音公司和諾格公司（Northrop Grumman）等主要分包商，以及各個(gè)航天中心的力量，基于系統(tǒng)工程方法組織開(kāi)展SLS 研制，2011－2020 年共投入超過(guò)180 億美元，首飛時(shí)間從最初的2016 年底推遲到2021 年底。雖然在管理上遭受批評(píng)，但是通過(guò)系統(tǒng)性的研發(fā)試驗(yàn)活動(dòng)，暴露并解決了包括氫箱焊縫泄漏、閥門(mén)故障、液氧加注預(yù)冷等潛在風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題，對(duì)于保證這類(lèi)大型國(guó)家項(xiàng)目的成功仍有重大意義。俄羅斯的“葉尼塞”（Yenisei）重型火箭也是采用同樣的研制模式，但由于研制經(jīng)費(fèi)得不到落實(shí)，在2020 年完成初步設(shè)計(jì)方案的技術(shù)審查后，仍停留在方案優(yōu)化調(diào)整階段。

對(duì)比之下，SpaceX 公司的“超重-星艦”（Super Heavy Starship）在2020 年進(jìn)展極快，建成星艦－SN1 ～SN8 等多臺(tái)直徑9m 的全尺寸驗(yàn)證樣機(jī)，開(kāi)展低溫推進(jìn)劑靜壓試驗(yàn)、地面試車(chē)、150m 低空飛行和12.5km 的高空飛行試驗(yàn)。盡管其中6 臺(tái)驗(yàn)證樣機(jī)均在試驗(yàn)中被損毀，但是成功驗(yàn)證了不銹鋼材料結(jié)構(gòu)性能、動(dòng)力、水平返回姿態(tài)、制導(dǎo)控制和推進(jìn)劑從主貯箱向頭部小貯箱的切換等關(guān)鍵技術(shù)，最早可能在2021 年實(shí)現(xiàn)入軌飛行試驗(yàn)、2022 年開(kāi)展推進(jìn)劑在軌加注試驗(yàn)。通過(guò)驗(yàn)證樣機(jī)快速迭代，SpaceX 公司能夠直接幫助改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，例如，“超重”一子級(jí)的6 個(gè)著陸支架減少到4 個(gè)以增大間隔，避免發(fā)動(dòng)機(jī)羽流影響?！懊颓荨保≧aptor）液氧/甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)的成熟度也在不斷提升，燃燒室壓力已達(dá)33MPa，推力達(dá)2200kN，首臺(tái)真空型“猛禽”完成裝配，設(shè)計(jì)最高真空比沖達(dá)380s。SpaceX 公司在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上引入硅谷敢于冒險(xiǎn)、容忍失敗的文化，而且依靠融資（2020 年SpaceX 公司獲得21 億美元融資[5]）也能夠允許公司通過(guò)大量低成本的驗(yàn)證樣機(jī)替代論證工作。不過(guò)，“超重-星艦”是一個(gè)全新的航天運(yùn)輸系統(tǒng)，如果缺少系統(tǒng)性的支撐，快速迭代的研制方式仍然存在很大風(fēng)險(xiǎn)，也只有SpaceX 公司這類(lèi)創(chuàng)企才能夠承擔(dān)。

星艦－SN8 樣機(jī)進(jìn)行12.5km 高度飛行試驗(yàn)（來(lái)源：SpaceX）

3 疫情和技術(shù)問(wèn)題拖慢新型主力火箭研制，但更新?lián)Q代步伐尚未受阻

美國(guó)聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司（ULA）在2020 年完成了“火神”（Vulcan）火箭GEM－64XL 固體助推器的試車(chē)；為半人馬座－5（Centaur－5）上面級(jí)5.4m 直徑不銹鋼貯箱引入自動(dòng)焊接設(shè)備，為一子級(jí)5.4m 鋁合金貯箱全面引進(jìn)攪拌擦焊工藝；利用模擬結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)射操作演練；基本完成SLC－41 發(fā)射工位兼容性改進(jìn)。不過(guò)，由于一子級(jí)采用的BE－4液氧/甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵出現(xiàn)技術(shù)問(wèn)題，使得“火神”首飛時(shí)間從2021 年初推遲到2021 年年底。美國(guó)軍方的“國(guó)家安全航天發(fā)射”（NSSL）任務(wù)第二階段合同被ULA 公司和SpaceX 公司瓜分，諾格公司和藍(lán)色起源公司（Blue Origin）在競(jìng)爭(zhēng)中失敗，諾格公司直接放棄了“歐米茄”（OmegA）固體運(yùn)載火箭的研制，藍(lán)色起源公司則繼續(xù)瞄準(zhǔn)商業(yè)市場(chǎng)開(kāi)展“新格倫”（New Glenn）火箭的研制，該公司已投入25 億美元[6]，完成了7m 直徑全尺寸整流罩的制造，新的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)設(shè)施竣工，但同樣受到BE－4渦輪泵技術(shù)問(wèn)題的影響。

俄羅斯啟動(dòng)聯(lián)盟－5 火箭箭體結(jié)構(gòu)制造，采用鋁鎂合金和攪拌摩擦焊工藝，完成RD－171MV 液氧/ 煤油主發(fā)動(dòng)機(jī)和RD － 0124MS 液氧/ 煤油上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的試車(chē)，首飛時(shí)間瞄準(zhǔn)2022 年。

歐洲阿里安－6 火箭的發(fā)射工位建設(shè)遇到問(wèn)題，庫(kù)魯航天發(fā)射中心因新冠肺炎疫情停擺2 個(gè)月，使得工位建設(shè)完全停滯，再加上低溫臍帶臂遇到技術(shù)故障，使得首飛從2020 年底推遲至2022 年第二季度。為此，ESA 希望各成員國(guó)再為阿里安－6 增加2.3 億歐元經(jīng)費(fèi)，研制總經(jīng)費(fèi)達(dá)到38 億歐元。阿里安－6 取得的主要進(jìn)展包括完成火神－2.1、“芬奇”（Vinci）和P120C 三型發(fā)動(dòng)機(jī)的系列鑒定試車(chē)活動(dòng)，完成首飛箭上面級(jí)裝配等。

日本H－3 火箭由于LE－9 主發(fā)動(dòng)機(jī)在試車(chē)后渦輪葉片和燃燒室內(nèi)壁出現(xiàn)裂紋，首飛從2020 年底推遲至2021 年。

雖然新型火箭進(jìn)展受到一定影響，但新老型號(hào)交替進(jìn)程仍在繼續(xù)，現(xiàn)役主力型號(hào)大部分只余下最后批次火箭。其中，美國(guó)德?tīng)査?H（Delta－4H）剩余4發(fā)，歐洲阿里安－5 僅余8 次任務(wù)，俄羅斯質(zhì)子－M（Proton－M）將在2021 年停產(chǎn)，日本H－2B 已經(jīng)在2020 年退役。因此，國(guó)外新型主力火箭在2021－2022 年實(shí)現(xiàn)首飛后，將在2025 年前后全面替代現(xiàn)役火箭，實(shí)現(xiàn)主力火箭的更新?lián)Q代。

4 小型火箭競(jìng)爭(zhēng)格局仍存變數(shù)，更多新型號(hào)將面向細(xì)分市場(chǎng)

火箭實(shí)驗(yàn)室公司（RocketLab）利用“電子”火箭完成了7 次發(fā)射，共發(fā)射了55 個(gè)微小型載荷，成為小火箭創(chuàng)企中的領(lǐng)頭羊。“電子”火箭在出現(xiàn)一次發(fā)射失利后，僅用58 天就成功恢復(fù)發(fā)射，而且一子級(jí)傘降回收復(fù)用技術(shù)驗(yàn)證進(jìn)展順利，2 個(gè)新的發(fā)射工位也將在2021 年投入使用，從火箭制造能力和發(fā)射設(shè)施兩方面都為高頻率發(fā)射提供了可能性。維珍軌道公司（Virgin Orbit）的發(fā)射器－1（LauncherOne）和阿斯特拉公司（Astra）的火箭－3 首飛遭遇失利（發(fā)射器-1 于2021 年1 月17 日成功實(shí)現(xiàn)首次入軌發(fā)射），但兩家公司都提前預(yù)計(jì)到失利情況，將其作為必經(jīng)階段?；鸺? 在2020 年底的第二次飛行中再次失利，不過(guò)火箭二子級(jí)成功點(diǎn)火，火箭進(jìn)入太空且接近入軌速度，相比首飛取得很大進(jìn)步。這種漸進(jìn)式快速迭代的研制方式幾乎成為小火箭創(chuàng)企的普遍做法。2020 年，還有10 余個(gè)在研的微小型運(yùn)載火箭在試驗(yàn)、融資和訂單上取得重要進(jìn)展，計(jì)劃在2021 年進(jìn)行首飛，例如，螢火蟲(chóng)航天公司（Firefly Aerospace）和ABL 航天系統(tǒng)公司（ABL Space System）等開(kāi)展發(fā)動(dòng)機(jī)和子級(jí)試車(chē)，相對(duì)論空間公司（Relativity Space）在得到5 億美元融資后成為SpaceX 公司以外估值最高的火箭創(chuàng)企，而各家創(chuàng)企總計(jì)得到超過(guò)10 份發(fā)射訂單[2]。隨著越來(lái)越多的小火箭投入使用，以及獵鷹－9、聯(lián)盟－2、“織女星”等規(guī)模較大的運(yùn)載火箭，利用多星適配器和小型軌道轉(zhuǎn)移飛行器爭(zhēng)奪微小衛(wèi)星發(fā)射市場(chǎng)份額，使得微小型運(yùn)載火箭的競(jìng)爭(zhēng)格局存在著巨大變數(shù)，火箭實(shí)驗(yàn)室公司仍需不斷求變才能保持其領(lǐng)先地位。

阿斯特拉公司的火箭－3 小型運(yùn)載火箭（來(lái)源：Astra）

為了在激烈競(jìng)爭(zhēng)中獲得一席之地，各家小火箭創(chuàng)企都在努力抓住不同的需求特點(diǎn)，突出和強(qiáng)調(diào)自身優(yōu)勢(shì)，通過(guò)差異化的技術(shù)方案謀求發(fā)展。維珍軌道公司的發(fā)射器－1 強(qiáng)調(diào)靈活性和快速響應(yīng)能力，已經(jīng)參與到美國(guó)軍方的作戰(zhàn)演練中；時(shí)代公司（Aevum）的無(wú)人機(jī)空射火箭同樣注重靈活性，而且無(wú)人操作能夠提供更高的安全性；螢火蟲(chóng)航天公司非常重視和發(fā)射服務(wù)中介的合作，通過(guò)共享發(fā)射，更好地發(fā)揮其“阿爾法”（Alpha）火箭更大的運(yùn)載能力；面向政府對(duì)于小型深空探測(cè)載荷的需求，“電子”、“阿爾法”和發(fā)射器－1 都提出電推上面級(jí)方案；印度則繼續(xù)依靠其廉價(jià)的固體推進(jìn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出運(yùn)力更小、成本更低的“小型衛(wèi)星運(yùn)載火箭”（SSLV），試圖繼續(xù)利用成本優(yōu)勢(shì)博得市場(chǎng)份額；相對(duì)論空間公司的人族－1（Terran－1）小火箭獲得6 顆“銥星”（Iridium）地面?zhèn)浞菪前l(fā)射訂單，利用3D 打印技術(shù)，最短僅需60 天完成1 枚火箭的制造，能夠滿(mǎn)足備份星發(fā)射對(duì)交付周期的嚴(yán)苛要求。從需求角度而言，市場(chǎng)細(xì)分程度也會(huì)越來(lái)越高，很多火箭可以根據(jù)不同需求明確定位，市場(chǎng)也可能允許更多的火箭存活下來(lái)。

俄羅斯提出的“阿穆?tīng)枴贝怪逼鸾抵貜?fù)使用火箭方案（來(lái)源：Roskosmos）

5 垂直起降復(fù)用方案主流化，傘降回收技術(shù)取得重要突破

2020 年，SpaceX 公司的獵鷹－9 火箭在垂直起降方案的應(yīng)用上繼續(xù)突破，全年25 次發(fā)射中有20 次采用回收一子級(jí)，僅用了5 枚新生產(chǎn)的一子級(jí)，有2枚一子級(jí)的最大復(fù)用次數(shù)已經(jīng)達(dá)到7 次（2021 年1月20 日發(fā)射的“星鏈”是該子級(jí)的第8 次復(fù)用），未來(lái)可能會(huì)向著航班化的運(yùn)營(yíng)方式發(fā)展。垂直起降方案帶來(lái)巨大的成本優(yōu)勢(shì)，復(fù)用情況下獵鷹－9 的成本可以降至3000 萬(wàn)美元[7]，還不到其發(fā)射報(bào)價(jià)6250 萬(wàn)美元的50%。SpaceX 公司因此在2020 年得到大量訂單，既有NASA 和美國(guó)軍方等政府用戶(hù)的高價(jià)值發(fā)射訂單，也有從國(guó)際通信衛(wèi)星公司（INTELSAT）、歐洲衛(wèi)星公司（SES）、麥克薩技術(shù)公司（MAXAR Technologies）等得到的商業(yè)訂單。復(fù)用獵鷹－ 9火箭的可靠性也得到NASA 和軍方認(rèn)可，被允許執(zhí)行載人發(fā)射任務(wù)和重要國(guó)家安全載荷發(fā)射任務(wù)。在獵鷹－ 9 火箭不斷取得突破的情況下，歐洲、日本對(duì)垂直起降方案的認(rèn)可度越來(lái)越高，ESA 已經(jīng)向阿里安集團(tuán)（ArianeGroup）授出價(jià)值3300 萬(wàn)歐元的“塞米斯”（Themis）垂直起降驗(yàn)證機(jī)研制合同，法國(guó)提出下一代“阿里安”火箭的垂直起降復(fù)用方案規(guī)劃，歐洲和日本合作的“克里斯托”（Callisto）驗(yàn)證機(jī)在氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、控制等方面的論證研制工作全面鋪開(kāi)并取得了一定進(jìn)展，但總體進(jìn)度仍比較緩慢，需要到2025 年之后才有可能得到應(yīng)用。原本因火箭落區(qū)位于內(nèi)陸對(duì)垂直起降方案持反對(duì)態(tài)度的俄羅斯也提出了“阿穆?tīng)枴保ˋmur）垂直起降復(fù)用火箭研制計(jì)劃，采用液氧/甲烷動(dòng)力，近地軌道運(yùn)載能力10.5t，期望將發(fā)射成本降至2200 萬(wàn)美元。

“電子”小型運(yùn)載火箭在傘降回收技術(shù)上取得了重要突破，繼2019 年成功驗(yàn)證通過(guò)姿控調(diào)整使一子級(jí)在返回過(guò)程保持結(jié)構(gòu)完整性之后，于2020 年成功驗(yàn)證了降落傘技術(shù)，一子級(jí)在完成發(fā)射任務(wù)后成功展開(kāi)降落傘，以低于10m/s 的速度落到海面上后被打撈，部分硬件可以再次利用，不過(guò)底部熱防護(hù)還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。此外，該公司在2020 年還成功利用兩架直升機(jī)和一子級(jí)模擬結(jié)構(gòu)完成傘降過(guò)程中的空中捕獲，為后續(xù)降落傘減速加直升機(jī)捕獲回收的方案進(jìn)行了全過(guò)程的驗(yàn)證。SpaceX 公司的整流罩傘降回收復(fù)用技術(shù)也在進(jìn)步，2020 年，獵鷹－9 有21 次發(fā)射任務(wù)使用整流罩，其中有19 次成功回收到1 個(gè)或2個(gè)整流罩半罩，而且有8 次任務(wù)中都復(fù)用了回收的整流罩，對(duì)于降低發(fā)射成本也起到了重要作用[8]。

雖然美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）的“試驗(yàn)性太空飛機(jī)”（XS－1）項(xiàng)目因主承包商波音公司自身困境而終止，但是帶翼飛回式的重復(fù)使用亞軌道飛行器能夠帶來(lái)類(lèi)似于飛機(jī)操作方式的快速響應(yīng)發(fā)射能力，對(duì)于軍方仍有很大的吸引力，未來(lái)仍可能會(huì)由軍方主導(dǎo)相關(guān)項(xiàng)目。X－37B、“追夢(mèng)者”（Dream Chaser）和“太空騎士”（Space Rider）等重復(fù)使用軌道飛行器的研制和應(yīng)用平穩(wěn)推進(jìn)，X－37B 第6 次任務(wù)發(fā)射入軌，首架“追夢(mèng)者”完成機(jī)身和翼面主結(jié)構(gòu)的裝配，ESA 向艾維歐公司（Avio）授出價(jià)值1.67億歐元的“太空騎士”研制合同。

“烏鴉X”無(wú)人機(jī)空射系統(tǒng)概念圖，火箭在機(jī)腹（來(lái)源：Aevum）

6 方案創(chuàng)新?tīng)?zhēng)取競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，技術(shù)創(chuàng)新謀求遠(yuǎn)期發(fā)展

在行業(yè)快速發(fā)展的背景下，競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)也愈發(fā)激烈，新生力量為了立足，需要在方案上進(jìn)行更多的創(chuàng)新。美國(guó)弧度宇航公司（Radian Aerospace）完成2000 萬(wàn)美元A 輪融資，開(kāi)展地面滑行助推加速的載人型水平起降單級(jí)入軌飛行器的研制，并得到NASA和國(guó)防部等政府機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，計(jì)劃2025 年完成首飛。美國(guó)創(chuàng)企時(shí)代公司完成“烏鴉X”（Ravn X）無(wú)人機(jī)空射系統(tǒng)的研制，而且在2019 年就已經(jīng)得到美國(guó)軍方的發(fā)射合同。莫門(mén)圖斯公司（Momentus）、航天飛行公司（Spaceflight）等開(kāi)始提供小衛(wèi)星軌道轉(zhuǎn)移服務(wù)，獲得大量發(fā)射訂單。自旋發(fā)射公司（SpinLaunch）公布了旋轉(zhuǎn)加速?gòu)椛溥\(yùn)載火箭系統(tǒng)的具體方案。

組合動(dòng)力、核動(dòng)力和旋轉(zhuǎn)爆震等前沿創(chuàng)新技術(shù)則為航天運(yùn)輸系統(tǒng)的遠(yuǎn)期發(fā)展提供了更多可能性。ESA支持噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)公司（REL）研究“佩刀”（SABRE）預(yù)冷組合發(fā)動(dòng)機(jī)，在2030 年后具有應(yīng)用前景；西雅圖的超安全核技術(shù)公司（USNC-Tech）向NASA 提交了基于全陶瓷微囊化燃料技術(shù)的新型核熱火箭發(fā)動(dòng)機(jī)方案；華盛頓大學(xué)在美國(guó)海軍和空軍的資助下，建立了旋轉(zhuǎn)爆震數(shù)學(xué)模型，發(fā)現(xiàn)和解釋旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)中的“不穩(wěn)定和分叉”現(xiàn)象，而美國(guó)中佛羅里達(dá)大學(xué)研制的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)原型機(jī)成功實(shí)現(xiàn)連續(xù)點(diǎn)火工作。

7 結(jié)語(yǔ)

盡管遭遇疫情影響，全球航天發(fā)射次數(shù)仍達(dá)到114 次的高峰，“星鏈”等大型星座的商業(yè)發(fā)射需求、各航天大國(guó)發(fā)展深空探測(cè)的政策趨勢(shì)、軍事航天需求的快速增長(zhǎng)等，都將進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)航天運(yùn)輸裝備和技術(shù)的快速發(fā)展，因此也會(huì)吸引更多的參與者，伴隨而來(lái)的將是更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，以及更多的方案和技術(shù)創(chuàng)新，形成整個(gè)航天產(chǎn)業(yè)的繁榮趨勢(shì)。