我們的空天飛機還在天上，我國航天的史詩級計劃騰云工程的亞軌道運載器再次測試成功。

　　根據央視新聞的報道8月26日，我國亞軌道運載器重復使用飛行試驗取得圓滿成功；

　　中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院自主研制的升力式亞軌道運載器，經健康檢測維護后，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心再次點火垂直起飛，按照設定程序完成亞軌道飛行，平穩(wěn)水平著陸于阿拉善右旗機場，成功實現(xiàn)我國亞軌道運載器首次重復使用飛行。

　　從報道的內容上看，這次測試的很可能是跟第一次測試的航天器是同一艘航天器，該計劃旨在重復利用。2021年7月16日，該航天器第一測試成功后，當時館長粗略的看了一眼報道，激動的以為是重復利用的運載火箭回收成功。但報道中的一句話看起來就不簡單“按照設定程序完成飛行后，平穩(wěn)水平著陸于阿拉善右旗機場，首飛任務取得圓滿成功?！逼椒€(wěn)水平著陸，那就意味著是亞軌道運載器的測試。那么，平穩(wěn)水平著陸的亞軌道運載器與垂直著陸的可回收運載火箭，兩者之間誰的優(yōu)勢更大？區(qū)別又在哪呢？此文將帶大家詳細類比兩種航天器的優(yōu)劣。

　　什么是騰云工程？

　　騰云工程是中國五云工程的一部分，其目的是研發(fā)低成本的新一代空天飛行器，其最終成果是一種兩級入軌空天飛行器，主要用于執(zhí)行航天發(fā)射任務。主要工作原理是一級運載飛行器背著二級空天飛機從地面水平起飛，并可以多次地重復使用。一級飛行器在大氣層中飛行后，二級飛行器分離點火進入太空，這種飛行器具有廉價、安全、便捷、機動等優(yōu)勢，也是國際上天地往返運輸領域的研究發(fā)展熱點。聽起來它的作用似乎與可回收運載火箭的目的差不多，都是重復使用、廉價。但是，兩者的用處是截然不同的。

　　亞軌道運載器與回收火箭的本質區(qū)別

　　每當提起火箭回收的時候，總有人說“我們有騰云工程，不比這個強？”

　　這個是非常大的一個誤區(qū)，上文有提到兩者的用處是截然不同的，用處不同就不能相提并論了了。小孩子才做比較，我們全部都要！

　　一，軌道不同

　　亞軌道運載器，正所謂“物如其名”。亞軌道運載器是在亞軌道中執(zhí)行任務的飛行器，而亞軌道的官方定義是；一般是指距地面20～100km的空域，處于現(xiàn)有飛機的最高飛行高度和衛(wèi)星的最低軌道高度之間，也稱為臨近空間或空天過渡區(qū)，大致包括大氣平流層區(qū)域、大氣中間層區(qū)域和部分電離層區(qū)域。

　　但實際上亞軌道的定義并沒有這么刻板，現(xiàn)在的亞軌道并不是超出100km就不是亞軌道，例如美國第一次載人航天任務，阿蘭·謝潑德作為美國第一名上太空的航天員，乘坐“紅石3號”飛船總共飛行了15分22秒，最高到達187.5公里，高度已經超過100km了，卻被認定為是一次亞軌道飛行。

　　這個其實非常容易理解，大家都知道火箭在發(fā)射時末端火箭都會關機再點火一次，或者是衛(wèi)星分離后滑翔到最高點時會點火靠自身的發(fā)動機去圓化軌道。也就是說，在滑翔階段航天器并沒有進入軌道，經過滑翔時與大氣的摩擦速度會減慢，需要在最高抵進行制動讓航天器的速度達到第一宇宙速度進入軌道，這樣航天器就不會再短時間再入大氣層。而亞軌道飛行器往往在短時間會再入地球，例如普通的洲際導彈彈道，點對點打擊時從發(fā)射到對點打擊，這個過程形成的一個拋物線就是亞軌道飛行，包括桑格爾彈道和錢學森彈道，都屬于是亞軌道飛行。也就是沒有進入長期穩(wěn)定的繞地軌道都可以定義為亞軌道飛行。

　　可回收利用的運載火箭

　　火箭回收利用是目前航天屆最火熱的話題，小到火箭實驗室這樣的民營航天企業(yè)大到像中國航天、歐空局還有俄羅斯航天這種大的航天部門都在研發(fā)可回收的運載火箭。但目前也只有SpaceX的獵鷹九號在實際的應用。

　　可回收利用的運載火箭跟普通的火箭在使用上沒有什么區(qū)別只是多了一個可以回收，所以在軌道上跟傳統(tǒng)火箭是一樣的，都是發(fā)射一些衛(wèi)星，無論是近地軌道還是高軌，又或者是深空任務。那么它們跟亞軌道飛行器的區(qū)別是，火箭的末端尤其是那些三級火箭的末端，一般會跟隨著航天器進入一個圓化軌道。而二級火箭末端普遍上也會進比較高的圓化軌道，要經過比較長的時間才會再入大氣層燒毀。一級火箭則是進入一個亞軌道，形成一個拋物線基本上在發(fā)射后10分鐘內就會再入大氣層。（長征五號B型除外，長征五號B型是一級半火箭，芯級就是末級。與航天器分離后會進入一個圓化軌道，因為近地點高度低，所以需要好幾天才會再入大氣層。）

　　總結；亞軌道運載器并不進入軌道，所以，如果是同樣發(fā)射衛(wèi)星，亞軌道運載器的衛(wèi)星就需要自帶發(fā)動機或者加裝一個末端上升器將衛(wèi)星送進預定軌道。而回收的運載火箭則可以利用末端火箭直接將衛(wèi)星送入預定軌道。

　　二，發(fā)動機的不同

　　在航天科技集團的發(fā)文中，我們可以看到；亞軌道重復使用運載器可作為升力式火箭動力重復使用航天運輸系統(tǒng)的子級，是航天航空技術的高度融合體。也就是說亞軌道飛行器是由兩個部分組成，一個是一級母機和二級的航天器。

　　重點來了，在此之前官方透露的發(fā)動機組合是；母機組合發(fā)動機+子級火箭發(fā)動機。

　　但是，這次文中寫的是“垂直起降+水平著陸，子級”，也就意味著很可能二級也用上了組合發(fā)動機，也就是吸氣式組合型循環(huán)發(fā)動機TRRE，這種發(fā)動機的工作模式是：渦輪模式、亞燃沖壓模態(tài)、超燃沖壓模態(tài)、和火箭模態(tài)。也就是說，子級可以單獨垂直發(fā)射再到水平著陸，很可能是使用了這種模式的發(fā)動機，當然，純火箭發(fā)動機垂直發(fā)射后在水平著陸也是有可能的，這只是基于單子級“垂直起降+水平著陸”的猜想。

　　母機基本可以確定是渦輪基組合動力循環(huán)發(fā)動機TBCC：為渦輪模態(tài)，亞燃沖壓模態(tài)，超燃沖壓模態(tài)。在2016年的第二屆商業(yè)航天高峰論壇上中國航天科工集團公司副總經理劉石泉首次披露了“騰云工程”的“空天飛機”計劃，這是一種可以執(zhí)行航天發(fā)射任務，并多次重復使用的新一代天地往返飛行器，其飛行過程如下：

　　1、亞軌道飛行器可以在地面機場水平起飛，在大氣層中加速爬升。

　　2、到達30至40公里高度時一二級分離，一級返回機場著陸。

　　3、二級繼續(xù)爬升進入近地軌道，完成運輸任務后再入大氣返回。

　　按照此前的說法；組合發(fā)動機+火箭發(fā)動機的配置，發(fā)射流程就是母機發(fā)動機渦輪模式跑道起飛，再轉亞燃沖壓最后是超然沖壓模式，到達高度后分離，子級火箭發(fā)動機點火。

　　可回收運載火箭，這個大家再熟悉不過了，也就是傳統(tǒng)的火箭發(fā)動機，例如獵鷹九號就是傳統(tǒng)的液氧煤油發(fā)動機。而液氧煤油發(fā)動機由于在工作后會結焦積碳，重新使用時需要清理，導致現(xiàn)在研發(fā)可回收運載火箭時都選擇液氧甲烷發(fā)動機。而SpaceX也選擇淘汰，在星艦中使用液氧甲烷作為燃料的猛禽發(fā)動機，藍色起源的新格倫也是使用液氧甲烷的BE-4發(fā)動機。而2022版的長征九號也是搭載的液氧甲烷發(fā)動機。該燃料的好處是不但是清潔能源，在使用后不會出現(xiàn)結焦積碳的情況，省去了一大麻煩。

　　三，任務類型

　　亞軌道運載器的任務，根據目前僅有的微乎其微的資料判斷主要可以分為三類；

　　1，商業(yè)載人航天-亞軌道太空旅游；目前亞軌道旅游的航天公司有兩家，藍色起源和維珍銀河。這兩家的亞軌道旅游都是比較勉強，維珍銀河甚至沒有越過100公里的卡門線，而藍色起源也僅僅越過卡門線10來分鐘就開始返回了，我國的亞軌道運載器器設計未來可以飛的更高的軌道，甚至是環(huán)繞地球一周。比前兩家公司的亞軌道飛行更持久。

　　2，發(fā)射近地軌道衛(wèi)星，由于亞軌道飛行器自身是需要再入返回的，遠地點不會太高，假如發(fā)射高軌道衛(wèi)星則需要衛(wèi)星自己帶大量的燃料，很明顯這不現(xiàn)實。且，目前沒有任何可準確判斷關于航天器運載能力的消息。但大家可以回看圖6，近地軌道運力僅為2噸。

　　3，亞軌道轟炸機，亞軌道運載器運載的貨物可以是貨物也可以是彈頭，在亞軌道對敵方目標進行精準打擊或觀察。這也是亞軌道運載器的最大優(yōu)勢和未來的“主要用處”。亞軌道運載機作為亞軌道飛行器，具有高速、耐燃、靈活的特性在大氣層邊緣打水漂，可以靈活地向地面進行打擊。試想一下，一艘軌道器帶著核彈在你頭頂打水漂，或者扔下核彈點火又飛太空去了。

　　而騰云工程的母機在軍事上才是個大殺器。母機為TBCC發(fā)動機，具有超燃沖壓模式的“大型運載機”未來卸下二級亞軌道運載器作為軍用，想一想一架十幾馬赫的轟炸機搭載著核彈在萬米的高空飛過，就算強如美俄也要抖一抖。

　　可重復使用的運載火箭，可回收利用時運載火箭用處基本就是在太空了。已知的就有載人航天、各級軌道衛(wèi)星、太空貨運等等。運載火箭的運力從幾千克到上百噸不等，大型航天器使用亞軌道運載器運輸基本是不可能是事情，所以這一點沒什么好討論的。比如運送空間站模塊，這得多大的飛機艙段。也許會有人在想，是否可以建設太空武器庫？例如電影中的上帝之杖。不也可以作為軍事用處，其實上帝之杖就是科幻片，別說上帝之杖任何實體武器部署在太空都很難實現(xiàn)打擊效果，除非是激光武器。因為，大型航天器在大國面前就是活靶子，例如中美俄，有打擊衛(wèi)星能力的國家。所以，靈活機動的亞軌道航天器是目前作為軍事用處的最好選擇。

　　四，回收方式

　　回收方式大家是一眼就看明白了，亞軌道運載器的優(yōu)勢是可以滑翔或者有動力再入后水平著陸，而回收火箭則是固定的著陸點。這方面，運載器有著碾壓的優(yōu)勢。亞軌道運載器也可通過無動力滑翔到任何機場，而火箭垂直回收只能著陸到特定地點，并且受著陸地點的天氣影響特別大。除了垂直著陸回收，也有傘降回收直升機回收（長6改和電子號），同樣受天氣影響甚至受回收時的回收直升機機長的技術影響。

　　看完本文，相信大家對兩種飛行器都有大致的了解，所以總結起來，并沒有孰優(yōu)孰劣。是兩款用處不同的航天器，以至于我們國家也是全面發(fā)展兩種航天器，在未來會同時服務于我們中國航天的發(fā)展。值得一提的是，我國在亞軌道運載器上是發(fā)展目前是領先全球，尤其是TBCC發(fā)動機的技術，從騰云工程的發(fā)展進度來看是已經攻破的技術，母機將在2025年首飛，二級完全體也將在2030年前投入商用。

　　以長征8R為代表的可重復利用的運載火箭，也將在2024年首飛，未來長征5號DY型也將會開發(fā)回收版，而長征九號也有回收版本，也就意味著我國航天“全都要”。畢竟就如本文所說，這兩項的技術并不沖突，各有各的優(yōu)勢。

　　中國航天，未來可期。對此，大家對我國航天的發(fā)展有什么看法，歡迎評論區(qū)討論。

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