廉价、便捷地往返天地，一直是航天技术发展的目标。近年大出风头的美国太空探索技术公司（SpaceX），正是凭借猎鹰九号火箭的回收和重复使用，在降低航天成本方面迈出了跨越性的一步。日前从中国航天科技集团公司一院获悉，该院正联合国内优势机构共同合作研制可重复使用运载器，并计划于2020年左右首飞。其最终目标不仅能将单位有效载荷的运输成本降低至现有一次性运载火箭的十分之一，还能大幅缩短发射准备时间，有望像飞机一样实现航班化的天地往返运输。

一级“背”着二级，一天能飞一次

一院研发中心总体室主任陈洪波介绍，可重复使用运载器，指能利用自身动力携带人员或有效载荷进入预定轨道，并可从轨道返回地面，可以多次重复使用的航天运输工具。

根据不同标准，重复使用运载器有多种分类。按照重复使用的比率，可分为部分重复使用和完全重复使用（例如航天飞机、猎鹰九号火箭等属于部分重复使用，英国正在研制的“云霄塔”空天飞行器属于完全重复使用）；按主动力形式分为火箭动力和吸气式组合动力；按级数分为单级入轨和多级入轨（一般以两级入轨为主）；按起降方式分为垂直起飞/垂直降落、垂直起飞/水平降落以及水平起降。

陈洪波表示，我国正在研制的重复使用运载器兼具航天器和航空飞行器的特点。与传统一次性火箭相比，我国正基于目前的火箭发动机，通过技术改进让其实现重复使用。2020年左右完成首飞后，还将连续进行数次飞行，验证其快速再次发射和重复使用能力。美国国防高级研究计划局主导的XS-1（试验性太空飞机，采用垂直发射、水平着陆模式）也计划在2020年完成飞行试验，可以说，中美两国的可重复使用运载器研发是“比肩的”。

与猎鹰九号相比，该运载器的组合和回收方式有所不同。陈洪波说，猎鹰九号以及传统火箭，各子级是采用串联方式。该运载器的起飞方式与传统火箭一样，都是垂直发射，但优选方案是让一二级并联组合在一起，一级“背”着二级，二级机身设置着有效载荷舱。回收时，猎鹰九号一级是垂直降落于海上平台或陆地回收区域，目前暂未实现第二级的回收。而可重复使用运载器的一二级在完成各自任务后，将分别返回着陆场，像飞机一样水平降落在跑道上。

SpaceX曾宣称，凭借猎鹰九号一级回收，未来可将航天发射成本降低80%。我国重复使用运载器的目标与其近似。陈洪波说，该运载器的设计重复使用次数在20次以上，初期目标是将单位有效载荷运输成本降至目前的五分之一，未来则有望降至十分之一。

除了降低发射成本，该运载器的发射周期也将大大缩短。科技日报记者了解到，传统火箭的发射准备时间往往长达数月，即使是国内以快著称的小型火箭“快舟”系列，准备时间也需一周左右。而陈洪波透露，该运载器将引入航空领域的快速检测理念和技术，力求具备一天一次飞行的能力。

不过，可重复使用航天器的终极目标，仍是能像飞机一样水平起降、可单级入轨的“空天飞机”。其为了提高在大气层内的飞行效率，需要用涡轮发动机、冲压发动机与火箭形成组合动力。科技日报记者了解到，目前国内已经开展相关研究。但陈洪波表示，该技术难度极大，预计还需要15年左右才能有所突破，具备工程应用能力。而火箭动力形式目前已经比较成熟。