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“東風(fēng)快遞，使命必達(dá)”，這是解決了全球運(yùn)送準(zhǔn)備性的問題；

“過于先進(jìn)，不便展示”，這是解決了全球運(yùn)送的時(shí)間效率問題；

“長征系列，航空航天”，這是解決宇宙內(nèi)的運(yùn)輸準(zhǔn)確和效率問題；

——小編總結(jié)。

大國重器之一的亞軌道運(yùn)載器重復(fù)使用試驗(yàn)最近又獲得了成功，現(xiàn)在又迎來了一個(gè)好消息：我國亞軌道遠(yuǎn)程空天運(yùn)輸系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與控制技術(shù)正式立項(xiàng)。這意味著錢學(xué)森“1小時(shí)送達(dá)全球”夢想，我們已經(jīng)走出了堅(jiān)實(shí)的一大步，實(shí)現(xiàn)已經(jīng)只是時(shí)間問題。

那么，亞軌道運(yùn)載器到底是什么？1小時(shí)送遍全球，將會給我們帶來哪些巨變呢？下面我們一起來了解。

01什么是亞軌道運(yùn)載器？除了軍用，民用大有作為

很多朋友可能一直沒有明白“航空”與“航天”的區(qū)別，網(wǎng)上有一個(gè)很有趣的回答，可以幫助我們迅速地了解兩者的區(qū)別：“臥槽發(fā)動機(jī)停了，要死！要死——這是航空；發(fā)動機(jī)停火了，接下來會是一段比較平穩(wěn)的旅程了，大家快來自拍——這是航天。”

這里的區(qū)別主要是說飛行器在不同高度飛行狀態(tài)來區(qū)分的，實(shí)際上“航空”與“航天”的區(qū)別在國際上還沒有非常明確的定義，但是還是形成一定的共識：

1、“航空”，就是人類在地球大氣層中的活動；

2、“航天”，就是人類沖出地球大氣層，到宇宙太空中去活動；

但是大氣層的厚度很大，其間分層性質(zhì)不一樣，科學(xué)家人為進(jìn)行劃分。錢學(xué)森的老師馮卡門對于大氣層做了一系列研究之后，提出了一些建議，后來被普遍接受，并以他的名字來命名，也就是現(xiàn)在說的“卡門線”，用來區(qū)分大氣層內(nèi)部分層對飛行活動的影響。

也就是：高度為100公里之外為太空；100公里之內(nèi)為大氣層。這個(gè)卡門線就像中國傳說中的“龍門”，跳躍過去就是“航天”，沒有跳過去就是“航空”。

而“航天”這個(gè)詞還是來自錢學(xué)森，他在60年代劃分了“航空”、“航天”、“航宇”這兩個(gè)概念，這里就不展開來說了。

但是實(shí)際上距離地面20～100公里，處于航空、航天的結(jié)合部，還有比較多人造飛行器活動的空白的區(qū)域，人們把這個(gè)區(qū)域叫做“臨近空間”，最為重要是，在國際公約中，高度超過85公里，就不算各國的領(lǐng)空了，這比“公海”這個(gè)區(qū)域可自由得多。

而低于人造衛(wèi)星的最低高度，卻高于一般載人航天器的最大飛行高度，就被命名為“亞軌道”。能夠長時(shí)間實(shí)現(xiàn)在亞軌道飛行的人造飛行器并不多，除了一些被稱為“三大真理”的火箭之外，就是一些超過民航高度的無人偵察機(jī)，比如“無偵7”等等。

導(dǎo)彈也好，無人偵察機(jī)也好，在臨近空間和亞軌道里飛行還是顯得太單調(diào)，畢竟么大的空域除了軍用，其實(shí)民用也可以大有作為。

我們研究的“亞軌道+可重復(fù)+運(yùn)載器”，就是為了在卡門線附近活動，比如旅游呀，送快遞什么的。通過大運(yùn)力，可重復(fù)，降低使用成本，來提高亞軌道飛行器的市場競爭力。

至于實(shí)現(xiàn)方式，實(shí)際上我國航天人早有技術(shù)討論，詳細(xì)可見本文第二部分，已經(jīng)熟悉“921”立項(xiàng)過程的可以直接跳轉(zhuǎn)到第三部分閱讀。

02 “863計(jì)劃”早已有討論，錢學(xué)森提出寶貴建議

1986年，王大珩、王淦昌等四位老專家提出了《關(guān)于跟蹤研究外國戰(zhàn)略性高技術(shù)發(fā)展的建議》得到批準(zhǔn)，經(jīng)過數(shù)百位專家反復(fù)論證，形成了著名的“863計(jì)劃”。

這個(gè)計(jì)劃包含領(lǐng)域眾多，有15個(gè)主題項(xiàng)目，其中航天技術(shù)位列第二，簡稱為863-2領(lǐng)域。次年該領(lǐng)域成立了專家委員會。專委會下面又設(shè)兩個(gè)專家組，分別研究：大型運(yùn)載火箭及天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)，代號“863-204”；二是載人空間站系統(tǒng)及其應(yīng)用，代號“863-205”。

“863-204”專家組采取招標(biāo)的方式，針對該系統(tǒng)技術(shù)方案，進(jìn)行了招標(biāo)討論。1987年，應(yīng)標(biāo)單位提出了11種天地往返方案，通過專家組篩選選取了6種。

這6種方案中只有第五研究所508所主張?jiān)囍朴钪骘w船，其余5種都是不同形式的航天飛機(jī)：

一院一部提出的天驕一號小型航天飛機(jī)方案；

上海航天局805所與航空部604所共同提出的“長城一號”航天飛機(jī)方案；

北京11所提出的“V-2”兩級火箭飛機(jī)的方案；

601所提出的“H-2”空天飛機(jī)方案；

611所提出仿制法國正在研究的赫爾墨斯小型航天飛機(jī)；

關(guān)于這5種方案的具體情況，在此不再贅述，大家可以自行查閱。

經(jīng)過廣泛的專家討論、比較，最終形成了決議準(zhǔn)備上報(bào)：認(rèn)為“航天飛機(jī)方案”大大優(yōu)于“飛船方案”。其中指出：

“載人飛船作為天地往返運(yùn)輸手段已經(jīng)處于衰退階段，航天飛機(jī)可重復(fù)使用，代表了國際航天發(fā)展潮流，中國的載人航天應(yīng)當(dāng)有一個(gè)高起點(diǎn)。搞飛船做一個(gè)扔一個(gè)，不但不能爭光，還會給國家抹黑?！?/p>

就在這時(shí)期，專家領(lǐng)導(dǎo)小組將這個(gè)方案抄送了一份給錢學(xué)森，征求他的意見。此時(shí)錢老已經(jīng)退居二線。但是無論是飛船方案還是航天飛機(jī)方案，他都再熟悉不過：

第一：1949年，錢學(xué)森就闡述了“一個(gè)有翅膀的火箭”的太空飛機(jī)想法。這個(gè)想法影響了美國學(xué)界，也讓后來的馬斯克膜拜；

第二：1966年，錢學(xué)森就主持過研制宇宙飛船的發(fā)展規(guī)劃，還試研過“曙光號”飛船，只不過因?yàn)樘厥庠?，最后作罷。

其實(shí)，在筆者看來，論夢想，錢學(xué)森肯定夢想能夠成功實(shí)現(xiàn)空天飛機(jī)的這個(gè)技術(shù)路徑，因?yàn)橹摹板X學(xué)森彈道”理論，以及當(dāng)年他提出“火箭客機(jī)”的設(shè)想：“像一只削尖的鉛筆，紐約垂直起飛后，到達(dá)洛杉磯的飛行時(shí)間將不到1小時(shí)”，其實(shí)都是航天飛機(jī)的雛形。

后來，馬斯克基于錢學(xué)森的夢想，提出了“1小時(shí)全球極速運(yùn)輸服務(wù)”，他的SpaceX公司投入數(shù)十億經(jīng)費(fèi)研制“超重-星艦”運(yùn)載器，計(jì)劃2028年投入運(yùn)營；而美國、歐洲軍方也投入巨資研究1小時(shí)極速全球運(yùn)用技術(shù)。

但是，錢老基于實(shí)事求是的科學(xué)精神，按照當(dāng)時(shí)的國內(nèi)實(shí)際情況，錢老根據(jù)自己常說的“量力而行，因己制宜”原則，他建議使用飛船方案，飛船方案也一起上報(bào)。

后來經(jīng)過專家們的進(jìn)一步討論，結(jié)合國外發(fā)展情況，根據(jù)國情出發(fā)，1990年5月，“863—204”專家委員會最終確定了“投資較小，風(fēng)險(xiǎn)也小，把握較大”的飛船方案。并于1992年9月21日形成了最后的決策，也就是著名的“921工程”。

此后發(fā)展，大家有目共睹。在我們載人航天迎來里程碑發(fā)展之后，曾經(jīng)的幾個(gè)航天飛機(jī)方案也逐漸被嘗試實(shí)踐。

根據(jù)網(wǎng)友整理的“863-204”整理的方案實(shí)施情況表可以看出，除了“帶主動力的航天飛機(jī)”這個(gè)方案，其余部分我們都在進(jìn)行之中。當(dāng)然，這是基于“神箭+神舟”完全成熟之后的事情了。請記住上面這張表，后面文章需要參照。

03 “過于先進(jìn)，不便展示”的中國亞軌道運(yùn)載器和航天器

“過于先進(jìn)，不便展示”這句話最近被廣泛使用，具體到航天上卻是不同的概念，我們從公開資料中稍微梳理一下，以便于做一位合格的航天迷，至于更多詳情，小編建議你去搜搜龍樂豪院士的科普講座，認(rèn)真學(xué)習(xí)一下。

最近航天領(lǐng)域迎來了好消息：由火箭院研究發(fā)展部牽頭申報(bào)的“亞軌道遠(yuǎn)程空天運(yùn)輸系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與控制技術(shù)”項(xiàng)目順利通過評審，獲得立項(xiàng)支撐。

其實(shí)，在除了“神箭+神舟”方案是全程公開進(jìn)行的，“863-204”方案中我們其他嘗試也在進(jìn)行，我們比較熟悉的有幾個(gè)：

第一：升力式亞軌道運(yùn)載器重復(fù)使用飛行試驗(yàn)

2021年7月16日，航天科技集團(tuán)一院自主研制的亞軌道重復(fù)使用演示驗(yàn)證項(xiàng)目運(yùn)載器首飛成功；

2022年8月26日，航天科技集團(tuán)一院自主研制的升力式亞軌道運(yùn)載器重復(fù)使用飛行試驗(yàn)獲得圓滿成功。

這兩次試驗(yàn)是相關(guān)聯(lián)的，都是“亞軌道運(yùn)載器的重復(fù)使用飛行試驗(yàn)”。意味著，從演示驗(yàn)證到圓滿成功，我們這款尚未正式對外公開命名的亞軌道運(yùn)載器獲得了成功，我們可以根據(jù)它的原理，稱它為“升力式亞軌道運(yùn)載器”。它從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火起飛，按照設(shè)定程序完成飛行后，平穩(wěn)水平著陸于阿拉善右旗機(jī)場。

按照相關(guān)資料顯示，它是航天科技集團(tuán)的可重復(fù)使用的三步走路線中的一部分，也就是龍樂豪院士講座中所說的“AT-1BS升力式火箭”的亞軌道運(yùn)載器，其全復(fù)用運(yùn)載器的第二級就是一架帶動力的小型航天飛機(jī)。

這個(gè)發(fā)射系統(tǒng)就是“火箭飛機(jī)”，運(yùn)載器與火箭垂直發(fā)射到達(dá)卡門線附近，兩者分離，第一級火箭再入大氣層，滑翔返回在跑道上；而運(yùn)載器的二級火箭點(diǎn)火，帶著有效載荷飛往預(yù)定軌道。

但是，目前試驗(yàn)的運(yùn)載器還比較小，沒有配備入軌所需的動力系統(tǒng)，還不能直接用作運(yùn)載系統(tǒng)的第二級，但它為實(shí)現(xiàn)兩級發(fā)射系統(tǒng)的全復(fù)用奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，也就是“三步走”中的第一步已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，具體分類可以參照《“863-204”整理的方案實(shí)施情況表》中“方案4”。

第二：“神箭”運(yùn)送的試驗(yàn)航天器

讓大家混淆的可能還有2022年8月5日，同樣從酒泉發(fā)射，由長征2號F火箭第18次任務(wù)執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)航天器到底是什么？先看新聞：

它由長征火箭協(xié)助發(fā)射送入軌道，顯然它本身不帶運(yùn)載器，也就是《“863-204”整理的方案實(shí)施情況表》中“方案2”：不帶主動力的小型航天飛機(jī)。但是，它和X-37B小型航天飛機(jī)不是一回事，可能是“方案4”的一個(gè)子系統(tǒng)。

這也不是它的第一次飛行，2020年9月4日首飛，也是由長征2F火箭送入軌道，2天后成功返回。

通過2次亞軌道運(yùn)載器的重復(fù)使用實(shí)驗(yàn)，加上2次試驗(yàn)航天器的飛行，如果將“863-204”中的“方案2”和“方案4”進(jìn)行合并，可以得出結(jié)論：航天科技集團(tuán)“三步走”的可重復(fù)使用的三步走路線，通過分步試驗(yàn)已經(jīng)基本完成，接下來就是運(yùn)載器和航天器的結(jié)合試驗(yàn)了。

但也有可能是“863-204”中的“方案2”和“方案4”是單獨(dú)進(jìn)行的，而筆者更傾向于這是“方案4火箭飛機(jī)”進(jìn)行測分部試驗(yàn)。

因?yàn)?個(gè)原因：第一，這個(gè)方案是中國首創(chuàng)，國外未見同類飛行器；第二，亞軌道遠(yuǎn)程空天運(yùn)輸系統(tǒng)立項(xiàng)是火箭院領(lǐng)銜的。

具體的技術(shù)路線圖附后，也是正因?yàn)檫@個(gè)原因，筆者認(rèn)為我們的“過于先進(jìn)，不便展示”與X-37B不是一個(gè)概念，要比X-37B更為先進(jìn)：自帶可回收運(yùn)載器。

這一系統(tǒng)采用“垂直發(fā)射-水平降落”，意味著以后可以通過一般的機(jī)場都可以實(shí)現(xiàn)降落，地勤可以利用現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行維護(hù)低成本的亞軌道飛行對于“航班化”的航天運(yùn)輸來說，不言而喻。

04建立“航班化”航天運(yùn)輸系統(tǒng)的必經(jīng)之路

“亞軌道遠(yuǎn)程空天運(yùn)輸系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與控制技術(shù)”正式立項(xiàng)后，航天技術(shù)專家在接受采訪時(shí)就表示：“在以美國Space-X公司“星箭”火箭為代表的遠(yuǎn)程極速運(yùn)輸系統(tǒng)快速發(fā)展的背景下，該項(xiàng)目獲得立項(xiàng)意義重大，是我國開展天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)基礎(chǔ)性研究的重要一步。目前我國實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程空天運(yùn)輸系統(tǒng)的技術(shù)途徑比較多，呈現(xiàn)出“百花齊放、百家爭鳴”的發(fā)展態(tài)勢?！?/p>

這里說的“百花齊放，百家爭鳴”實(shí)際上“863-204”幾個(gè)方案中的多種方式，既有依靠火箭發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)的，也有火箭發(fā)動機(jī)和超燃沖壓發(fā)動機(jī)等組合式發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)的。也就是坊間總結(jié)的：“航天科技”提出了“火箭動力方案”，“航天科工”提出了“組合動力方案”。

當(dāng)然“火箭方案”還有“火箭不同構(gòu)型的發(fā)展和重復(fù)使用”，“升力式火箭動力重復(fù)使用“等等。這里就不展開說，可以看看龍樂豪院士的PPT。

而說到“航班化運(yùn)輸”和“可重復(fù)使用”，就不能不提“騰云工程”，它是“航天科工”提出的組合動力方案，相當(dāng)于“航天科技”的“三步走”中的第三步，但是區(qū)別在于“一級是亞軌道航天飛機(jī)、二級是水平發(fā)射的火箭或者小型航天飛機(jī)”，也就是“水平起飛-水平降落?！边@意味著普通機(jī)場都可以勝任飛行發(fā)射和降落任務(wù)。

區(qū)別于“航天科技”的火箭模式，騰云的組合動力更為強(qiáng)勁，其運(yùn)載能力也更大，當(dāng)然網(wǎng)上也流傳出具體的參數(shù)，未被證實(shí)咱們不過多猜測。但是2021年10月珠海航展上，我們還是看到了“騰云工程”的“空天飛機(jī)”模型。

網(wǎng)上也有不少效果圖，看起來還是很令人激動的。它集合了火箭發(fā)動機(jī)、渦輪發(fā)動機(jī)、亞燃及超燃發(fā)動機(jī)動力于一身，這也是中國首創(chuàng)的。

在這樣兩種技術(shù)路線的“百花齊放”下，亞軌道遠(yuǎn)程運(yùn)輸系統(tǒng)正式立項(xiàng)，綜合利用這個(gè)高度低阻力、高升力進(jìn)行和滑翔便利，1小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)洲際訪問將不是夢想，也就是當(dāng)年錢老提出的從紐約到巴黎滑行飛行即將成真。

更為重要的隨著我國載人航天的發(fā)展，以及后續(xù)探月、探火的需要，航天運(yùn)輸“航班化”已經(jīng)成為我們開展航天活動的支撐和基礎(chǔ)。

我國也提出了具體的技術(shù)展望：規(guī)劃到2045年，實(shí)現(xiàn)1小時(shí)全球抵達(dá)、地面與軌道間以及軌道與軌道間航班化運(yùn)輸，按需發(fā)射，每年總飛行次數(shù)達(dá)千次量級，總貨運(yùn)萬噸級，總客運(yùn)萬人次。

具體的細(xì)節(jié)包為民院士的《再論航班化航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展展望》一文中已經(jīng)充分論述，而通過我們對亞軌道運(yùn)輸系統(tǒng)的了解，可以得出三個(gè)結(jié)論：

第一：我們在“可重復(fù)使用天地運(yùn)輸往返飛行器系統(tǒng)”上已經(jīng)獲得了重大的技術(shù)突破，并且實(shí)施了較為重要的一大步，整體技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平；

第二：相對于國外技術(shù)，我們的方案巨頭很多獨(dú)創(chuàng)性，報(bào)道使用“過于先進(jìn)，不便展示”絕不是故弄玄虛，而是出于工程保密要求；

第三：“載人航天，人命關(guān)天。”我們實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線過程中，始終將安全放在第一位，所以每次是分步驟，充分驗(yàn)證后實(shí)施的，絕不像老牌航天強(qiáng)國那樣，先吹牛，后延期。

寫在后面：

撰寫這篇文章的時(shí)候，我家10歲的侄子正好正電腦面前，他用稚嫩但卻好奇的聲音問我：叔叔，以后的航天會怎么樣？

我告訴他，也許“五云計(jì)劃”（“五云”，飛云：臨近空間超長航時(shí)太陽能無人機(jī)；快云：臨近空間浮空器；行云：天基物聯(lián)網(wǎng)；虹云：天基互聯(lián)網(wǎng)；騰云：空天飛行器；飛行列車：新一代交通工具。）已經(jīng)到了全面實(shí)施的時(shí)候了，太空航行將不會太遙遠(yuǎn)，而希望就在你們下一代。