可重复使用航天器任务应用与关键技术研究

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1、第２２卷第５期载人航天Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．５２０１６年１０月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＯｃｔ．２０１６·工程技术·可重复使用航天器任务应用与关键技术研究１１１２李志杰，果琳丽，张柏楠，戚发轫（１．中国空间技术研究院载人航天总体部，北京１０００９４；２．中国空间技术研究院，北京１０００９４）摘要：针对作为降低航天任务成本重要手段的可重复使用航天器技术在未来的应用需求，对可重复使用航天器概念进行了探讨，给出了系统级可重复使用和部件级可重复使用航天器的定义。分析了可重复使用航天器在未来航天领域的应用，包括近地轨道空间站任务和月球基地任务。对全寿命任务周期中航天器与可重复使用次数的关系进行了分析

2、，结果表明可重复使用航天器在经济性上较一次性使用航天器有明显优势，且可重复使用次数达到１０次以上时，能够将成本降到最低。最后对发展可重复使用航天器所需攻关的关键技术进行了梳理，为我国发展可重复使用航天器技术提供参考。关键词：载人航天；可重复使用航天器；任务应用；关键技术中图分类号：Ｖ４４８?２文献标识码：Ａ文章编号：１６７４⁃５８２５（２０１６）０５⁃０５７０⁃０６ＳｔｕｄｙｏｎＭｉｓｓｉｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆＲｅｕｓａｂｌｅＳｐａｃｅｃｒａｆｔ１１１２ＬＩＺｈｉｊｉｅ，ＧＵＯＬｉｎｌｉ，ＺＨＡＮＧＢａｉｎａｎ，ＱＩＦａｒｅｎ（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ

3、ｏｆＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｒｅｕｓａｂｌｅｓｐａｃｅｃｒａｆｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｗａｙｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｓｔｏｆｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｒｅｕｓａｂｌｅｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｃｒａｆｔａｎｄｄｅｆｉｎｅｄｔ

4、ｈｅｍｅａｎｉｎｇｏｆｒｅｕｓｅｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｌｅｖｅｌａｎｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｌｅｖｅｌ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｅｕｓａｂｌｅｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｃｒａｆｔｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｍｉｓｓｉｏｎｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅＬＥＯｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎａｎｄｍａｎｎｅｄｌｕｎａｒｂａｓｅ．Ｔｈｅｃｏｓｔ⁃ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｒａｔｉｏｏｆｒｅｕｓａｂｌｅｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｃｒａｆｔａｎｄｔｈｅｃｏｓｔｏｆＩｎｔｅｒ⁃ｎａｔｉｏｎａｌＳｐａｃｅＳｔａｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇｒｅｕｓａｂｌｅｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｃｒａｆｔｗｅ

5、ｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｕｓａｂｌｅｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｃｒａｆｔｈａｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｃｏｎｏｍｉｃａｄｖａｎｔａｇｅｏｖｅｒｔｈｅｏｎｅ⁃ｔｉｍｅｕｓｅｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｃｒａｆｔ．Ｔｈｅｃｏｓｔｗｉｌｌｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｍｏｓｔｗｈｅｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｒｅｕｓｅｉｓｏｖｅｒ１０ｔｉｍｅｓ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒｅｕｓａｂｌｅｓｐａｃｅｃｒａｆｔｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｗｈｉｃｈｍａｙｓｅｒｖｅａｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅ

6、ｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒｅｕｓａｂｌｅｓｐａｃｅｃｒａｆｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅ；ｒｅｕｓａｂｌｅｓｐａｃｅｃｒａｆｔ；ｍｉｓｓｉｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ；ｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ载人航天活动规模的扩大，人类在空间居住与１引言生存的时间越来越长，承担人员与货物运输的从加加林完成第一次载人航天飞行以来，经航天器的发射频次也越来越高。而高昂的成本过五十多年的发展，载人航天技术已经取得了是制约大规模载人航天任务发展的主要因素，［１］辉煌的成就。目前可预见的载人航天任务主尤其是随着商业资本进入载人航天领域，航天要包括近地轨道空间站任务和载人登

7、月、月球器的低成本运营已成为未来载人航天可持续健［２］基地以及火星基地等载人深空探测任务。随着康发展的必然要求。从国内外新一代可重复收稿日期：２０１５⁃０６⁃３０；修回日期：２０１６⁃０８⁃２９基金项目：载人航天预先研究项目（０３０１０１）作者简介：李志杰（１９８６－），男，博士，工程师，研究方向为载人航天器总体设计。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｅｓｓｅｌｚｊ＠１２６．ｃｏｍ第５期李志杰，等．可重复使用航天器