据中国载人航天工程办公室消息，今天，我国在文昌航天发射场成功组织实施长征十号运载火箭系统低空演示验证与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸飞行试验。

此次试验是继长征十号运载火箭系留点火、梦舟载人飞船零高度逃逸飞行、揽月着陆器着陆起飞综合验证等试验后，组织实施的又一项研制性飞行试验，标志着我国载人月球探测工程研制工作取得重要阶段性突破。

1、新试验，新突破，新征程

据了解，此次试验具有新型号火箭、新型号飞船、新发射工位，以及火箭、飞船海上回收新任务等诸多亮点，参加试验的火箭和飞船均为初样状态。

其中，火箭采用芯一级单级构型，前期进行了两次系留点火试验;飞船返回舱前期进行了零高度逃逸飞行试验。

此次试验是长征十号运载火箭首次初样状态下的点火飞行，是我国首次飞船最大动压逃逸试验，是我国首次载人飞船返回舱和火箭一级箭体海上溅落，也是文昌航天发射场新建发射工位首次执行点火飞行试验任务。

此次试验成功验证了火箭一级上升段与回收段飞行、飞船最大动压逃逸与回收的功能性能，验证了工程各系统相关接口的匹配性，为后续载人月球探测任务积累了宝贵经验。

长征十号（CZ-10）是中国为载人登月任务研制的三级半新一代载人运载火箭。火箭总长约92.5米，起飞重量约2189吨，起飞推力约2678吨，其地月转移轨道运载能力不小于27吨，用于发射新一代载人飞船和月面着陆器。火箭采用模块化设计，其衍生的无助推构型具备一子级可重复使用能力。

梦舟载人飞船是我国面向后续载人航天任务完全自主研发的新一代载人天地往返运输飞行器，飞船自身采用模块化设计，可搭载最多 7 名航天员，整船性能达到国际先进水平。

当前，全球已迈入太空经济蓬勃发展的新时代，轨道与频谱作为稀缺的太空战略资源，始终遵循“先到先得”的国际规则。在这一竞争格局下，低成本、高频率、规模化的太空发射能力成为掌握主动权的核心，而可重复使用技术正是实现这一目标的关键突破口。

长征十号衍生构型所具备的可重复使用能力，正是我国在该领域的重要布局。这项技术不仅能大幅降低发射成本，更将为未来载人登月、深空探测等任务提供高效可靠的运输保障。

今天，我们就来聊聊可重复使用火箭与传统火箭的区别、背后的技术难关，以及支撑它往返太空的航化材料。

2、“一次性消耗品”到“可循环交通工具”

要理解可重复使用火箭，首先要明确它与传统火箭的区别。

简单来说，传统火箭是“用完即扔”的消耗品，而可重复使用火箭是“检修再用”的交通工具，两者的差异贯穿设计、成本、用途等方方面面，具体可分为以下3点：

设计逻辑

传统火箭的设计理念是“一次性完成任务”，无需考虑回收和重复使用，因此在设计上优先追求“轻重量、高运力”，甚至会牺牲结构强度和部件寿命来最大化运载能力。

比如传统火箭的箭体结构，多采用轻薄的一次性材料，发动机只需工作几分钟，完成推进任务后便随箭体坠入大气层烧毁或沉入海底，无需承受多次发射、再入的严苛考验。

成本结构

可重复使用火箭和传统火箭最直观的差异是发射成本。

传统火箭动辄数亿美元，原因就是“硬件一次性消耗”，比如火箭的发动机、箭体等重要部件，占总成本的60%以上，发射一次就全部报废，单次发射成本均居高不下，这也限制了航天活动的规模化开展。

以SpaceX猎鹰9号为例，一级火箭回收复用后，单次发射成本可较全新火箭降低约60%，若未来实现二级完全复用，成本有望进一步大幅下降，但目前二级仍为一次性使用。

我国的朱雀系列火箭通过回收技术验证，也将发动机检修时间缩短到48小时，周转效率提升5倍，长期来看，可将单次发射成本降低40%—60%。

这种成本优势，能让卫星发射、深空探测等活动变得“触手可及”。

任务定位

传统火箭的任务定位相对单一，多用于单次卫星发射、载人飞行或深空探测任务，发射完成后便完成使命，无法适配多场景、高频次的航天需求。

而可重复使用火箭凭借“快速周转、低成本”的优势，能适配多元任务场景，既能承担常规卫星发射，也能为空间站提供物资补给，还能支撑太空活动，成为太空经济的“基础设施”。

3、让火箭“往返”有多难？

可重复使用火箭的优势显而易见，但实现起来却困难重重。

它相当于要让一枚数吨重的火箭，在完成发射任务后，精准返回地球并平稳着陆，还要保证核心部件能再次使用，这背后需要突破技术难关，是航天领域的“硬骨头”。

再入大气层

火箭完成发射任务后，需要从近地轨道返回地球，这个过程被称为“再入大气层”。

此时，火箭以每秒数公里的速度穿越大气层，与空气发生剧烈摩擦，会产生极高的温度——箭体表面温度最高可达1400℃以上，接近甚至超过普通炼钢炉温度，对材料耐热性提出极高要求。

传统火箭无需考虑再入过程，而可重复使用火箭必须抵御这种高温，否则箭体和重要部件会被直接烧毁。

更难的是，这种高温不是均匀分布的，火箭的头部、翼面等部位温度最高，且高温持续时间长达数分钟，这就要求火箭的热防护系统不仅要“耐高温”，还要“均匀散热”，避免局部过热导致结构损坏。

同时，再入过程中，火箭还要承受剧烈的气动载荷和气流扰动，需要精准控制姿态，避免失控坠毁，这对控制系统的响应速度和精度提出了极高要求。

精准着陆

火箭再入大气层后，需要从极高的速度逐步减速，最终平稳着陆在指定回收点，误差需控制在10米以内，相当于让一架大型飞机在狂风中精准降落在一个篮球场大小的区域，难度可想而知。

要实现精准着陆，需要突破两大技术难点：

一是“可变推力发动机”技术——火箭着陆前，需要发动机再次点火，通过调节推力实现“空中刹车”，逐步降低速度，这就要求发动机能在20%—100%的范围内无级调节推力，且点火可靠性极高，不能出现任何故障。

传统火箭发动机只需一次性工作几分钟，推力调节范围小，而可重复使用火箭发动机需要多次点火、反复调节推力，设计难度大幅提升。

二是“精准导航与姿态控制”技术——火箭需要通过分布式惯性导航系统与北斗/GPS的组合定位，实现厘米级姿态控制，同时通过栅格翼、矢量喷管与气动襟翼的协同，在高空完成“翻跟头”式的姿态调整，确保着陆姿态平稳。

部件复用

可重复使用火箭的亮点是“复用”，但复用并非简单的“回收后再发射”，而是要保证重要部件在多次发射、再入、着陆后，依然能保持良好的性能。

这对火箭的发动机、箭体结构、密封系统等部件提出了“长寿命、高可靠”的要求。

以发动机为例，传统火箭发动机工作几分钟就完成使命，而可重复使用火箭发动机需要工作数十次甚至上百次，工作寿命大幅延长，这就要求发动机设计理念从“强度设计”向“寿命设计”转变，解决结构可靠性、健康管理、快速检测等问题。

比如，发动机工作一次后，需要快速评估其结构完好性、密封可靠性，还要处理腔道内的残留物质，避免腐蚀或化学反应影响下次使用。

此外，箭体结构需要承受多次发射、着陆的力学冲击，密封系统需要反复承受高温高压，这些部件的复用技术，都是传统火箭从未涉及的难题。

4、可重复火箭用到的航化材料

在可重复火箭航化材料选择上，以朱雀三号为例，作为我国首款不锈钢液体可重复使用运载火箭，其贮箱结构采用高强度不锈钢材料，结构形式、焊接工艺与生产设备方面均具有高度原创性。

要知道传统火箭多用铝合金或碳纤维制造箭体，轻是轻了，却经不起反复折腾。铝合金怕热，再入大气层时表面温度可达上千摄氏度，必须裹上厚重隔热层；碳纤维虽强，但树脂基体在高温下会分解，维护成本极高。

不锈钢

相较于传统箭体常用的铝合金材料，可重复使用火箭采用的不锈钢材料，虽密度偏高看似笨重，却能在极端环境中凸显出显著的核心优势。

不锈钢材料具有高强度、优异耐热性、较长结构寿命。低温环境下强度不降反升，高温工况中依旧能稳固保持结构完整性，适配火箭飞行的严苛需求。

更关键的是，其性价比优势突出，每公斤原材料成本仅3-4美元，且配套焊接工艺成熟可靠，能充分满足批量生产的工业化要求。

液氧甲烷

燃料选择同样关键。

朱雀三号使用液氧甲烷，也就是把天然气冷却成液态作为燃料。

相比传统火箭燃料，甲烷燃烧后几乎不产生积碳，发动机内部更清洁，回收后无需拆解清洗，大幅缩短维护周期。

SpaceX的猛禽发动机正是凭借这一特性，目标实现千次复用。

而我国自研的天鹊-12A发动机也已实现24小时内再次点火发射，验证了“快速复飞”的可能性。

此外，甲烷比热容高，能更高效地冷却发动机，支持多次点火，这对火箭垂直着陆至关重要。

结语

纵观航天技术的发展历程，每一次的更新迭代都离不开航化材料的支撑。

唯有持续深耕航化材料研发，突破材料性能瓶颈，才能进一步提升火箭的效率、降低发射成本，让探索太空的脚步走得更远、更稳。

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