神八后，重复使用火箭（300吨发动机）和空间站应比登月 ...

（特意找了一些论文，包括王希季院士关于重复使用的论文，2011年1月和4月西安航天研究所的论文，在发动机研制思路上（尤其是300吨推力上）与俺的设想不谋而合。具体论文内容在92、96、98楼）
一、载人登月现实意义不足，老美和原苏联的巨无霸火箭发动机在当前几乎派不上用途。

神八的顺利对接，可以说后续的神九、神十几乎不会有太大问题，这也意味着中国在载人航天方面有了突破性进展，又解决了载人登月的一个环节，所以许多人又希望能够尽快安排登月。

是啊，登月从感觉上来讲的确感觉良好，所以并不光是老百姓如此思考，航天专家中也有人如此考虑，包括龙乐豪在内的许多院士都有这个愿望，所以在神五成功载人后，载人登月的研究热潮是不时涌现：看看这几年的有关重型火箭的论文，就知道多少业界人士是如何热衷于登月了。

不过，且慢，登月在未来到底能够带来多少好处和现实意义呢？登月我们要研制650吨液体火箭发动机、1000吨固体火箭发动机、9米直径箭体，这些玩意都是巨无霸级别的，研制费用耗费巨大，除了登月外，几乎派不上多大用途。我们可以看看老美和原苏联的情况，巨无霸的F-1火箭发动机已经早已退役、RD-170发动机在天顶上用用，但运力调节并不灵活，1000吨的固体火箭发动机在航天飞机退役后，如何找到用武之地并不明确，而老美在忽悠要登月后发现实际费用耗资巨大，失却目标后现在还在找方向。现实的确有点喜剧感，老美和原苏联在冷战时期为了互相压制对方而研制的超越时代需要的巨无霸发动机，在冷战后就面临着如此没有用武之地的尴尬境地，难道我们要步其后尘不成？

二、审视当前航天发射需求，重复使用运载工具显然能够降低发射成本，更有利可图，更重要的是能够将资金投入到真正的卫星应用中。

它山之石可以攻玉，老美和原苏联的经验教训我们应该汲取。老美和俄罗斯当前主要在研制什么，当前整个航天领域关键有利可图的经济活动是什么？如果一个国家的航天政策不从这方面着手，那么对这个国家是更多的是负担，诚如RD-170给原苏联带来的经济上的投入产出比严重的失衡。

当前老美和俄罗斯，相当大的精力头投在可重复使用火箭的研制上。老美在航天飞机退役后，NASA一时找不到研制方向，搞了个登月却被奥巴马给砍掉，实在是经济危机中还要搞登月这种劳民伤财的事情看不出有什么益处。而美空军更为现实，毕竟登月与他们无关，航天飞机在挑战者爆炸后也与他们无关，他们更关注的是实际的航天应用对军事的益处，所以他们规划了可飞回的重复使用发射运载工具研制，这是因为军事侦察卫星是个持续的需求，降低发射费用是件实实在在应该做的事情。考虑到波音、洛克希德.马丁公司在一次性运载火箭上的垄断造成航天发射费用高昂，奥巴马选择了支持私人公司来发展低成本航天发射，所以SpaceX才风起云涌，搞了不少项目，而SpaceX降低发射费用中很重要的一条，就是重复使用。

无独有偶，俄罗斯在继承原苏联航天遗产后，虽然发现底子挺厚，但维持大规模卫星发射仍然是个不小的负担，降低发射费用也是非常具有现实意义，加上原苏联航天遗产实际上分布在多个国家，为了不被别人卡脖子，也必须研制自己的东西，所以有了安加拉，为了降低费用，有了重复使用助推器的计划。

对我们而言，我们没有必要走老美和俄罗斯的弯路，在航天运载工具上，未来我们会维持在年发射次数15-20次左右，这样的发射频率，显然重复使用有非常大的研究必要性，这对降低发射费用而将更多的资金投入到卫星应用上，这回产生实实在在的价值。

在重复使用运载火箭之外，优先于登月的载人航天项目则是空间站，虽然空间站当前还看不出更多的收益，但显然空间站会比登月有更多现实意义，包括微重力应用研究、人体适应太空研究、未来的太空组装经验积累等对今后更为广阔的太空探索都更有现实意义。

所以，个人认为，在天宫二号、三号项目、长征五号基本成功之后，纳入研究课题的还是合适推力的发动机和重复使用运载工具的研究，而不是巨无霸大推力火箭发动机。

三、当前长五运载火箭的120吨煤油/液氧发动机推力稍弱，应该研制较大推力发动机，同时研制重复使用技术。

当前的长征五号运载火箭，120吨的煤油/液氧发动机的推力还嫌稍弱，在达到25吨的LEO运载能力时需要多大8台发动机，加上芯级2台液氧煤油发动机，发动机数量达到10台，实在是有点多，而且在未来发展中，大约20吨的一些任务仍然显得有点力不从心。所以比120吨推力大的火箭发动机是必须要研制的，关键看研制的推力多大为好。 而这个推力的火箭发动机研制，则必须考虑重复使用的要求，从总体上来考虑，从而使得降低发射费用能够真正实现。

1、应该发展200-300吨推力的煤油/液氧发动机

从未来运载能力需要上来看，30吨以内的推力需求仍然是主流，个人认为200-300吨推力煤油/液氧发动机可能更具有灵活性，因为这样的推力，1200（4台发动机）吨左右的起飞推力可以满足发射大型空间站构型的需要，1800吨起飞推力（6台发动机）可以满足二次发射空间对接飞往月球的需要，即可以比较好的兼顾大量低于30吨推力的需求，同时可以兼顾登月这种长远任务。这样的发动机研制费用远比650吨推力发动机研制费用要低，至少在试车同样时间消耗的煤油要少一半，更别提由于难度降低带来的解决问题时间缩短和实验时间缩短等带来的费用降低。

2、应该发展机翼飞回式重复利用技术
  早期许多重复利用技术是采用降落伞回收，实际上即便降落伞回收美国航天飞机较为坚固的固体助推器时，其降落姿势不对都会造成壳体变形，更别提更为脆弱的液体火箭发动机。加上降落伞回收需要寻找和带回，其周期和时间都比较长。而机翼飞回方式基本没有这些问题。当然机翼飞回会带来结构重量和更为复杂控制，但其好处挺大，基本上液体火箭发动机飞回后经过检修没有问题就可以重新加注燃料使用。在这方面固体火箭反而不如液体火箭，因为固体火箭基本上需要到工厂实现燃料的重新安装，反而不如液体火箭更灵活。

在机翼飞回式重复使用上，老美和俄罗斯的飞回方案中是将助推器返回，助推器上是煤油/液氧贮藏罐比较齐全。个人认为这样返回设备体积和重量都比较重，整个火箭反而复杂，结构重量并没有优势，相反采用飞回装置上只有煤油贮藏罐，液氧罐在芯级共用显得更可取，因为这能显著减低飞回装置的复杂性，整个结构重量上也轻，毕竟减少了液氧罐的数量。另外，由于芯级第一级抛掉的是液氧罐，比安加拉之类的火箭芯一级抛掉的是带有发动机、液氧罐、煤油罐的整个完整火箭，其损失还是要小不少。另外还可以考虑给氧气罐加上降落伞在海上回收，由于其罐体没有多少开口，通过阀门密封等手段，实现其复用反而更有可能。

四、重复使用的未来美好前景

重复使用能够显著降低发射费用，想想看，每次发射将发射费用降低到原来的1/2是什么感觉？如此每年发射费用降低后可以将更多资金投入到真正有用的卫星应用、空间站应用，那种空间产业化前景甚至有点可期待的感觉。

另外，这种研制方向还能够兼顾登月和太空探索，并没有像登月那种耗费巨大而影响别的项目资金使用的程度，反而为登月和太空探索奠定了良好的经济基础。

最后，呼吁一下，将目标定的更现实一些，经济收益上考虑更多一些，这才是航天长久持续发展应该走了路。




（特意找了一些论文，包括王希季院士关于重复使用的论文，2011年1月和4月西安航天研究所的论文，在发动机研制思路上（尤其是300吨推力上）与俺的设想不谋而合。具体论文内容在92、96、98楼）
一、载人登月现实意义不足，老美和原苏联的巨无霸火箭发动机在当前几乎派不上用途。

神八的顺利对接，可以说后续的神九、神十几乎不会有太大问题，这也意味着中国在载人航天方面有了突破性进展，又解决了载人登月的一个环节，所以许多人又希望能够尽快安排登月。

是啊，登月从感觉上来讲的确感觉良好，所以并不光是老百姓如此思考，航天专家中也有人如此考虑，包括龙乐豪在内的许多院士都有这个愿望，所以在神五成功载人后，载人登月的研究热潮是不时涌现：看看这几年的有关重型火箭的论文，就知道多少业界人士是如何热衷于登月了。

不过，且慢，登月在未来到底能够带来多少好处和现实意义呢？登月我们要研制650吨液体火箭发动机、1000吨固体火箭发动机、9米直径箭体，这些玩意都是巨无霸级别的，研制费用耗费巨大，除了登月外，几乎派不上多大用途。我们可以看看老美和原苏联的情况，巨无霸的F-1火箭发动机已经早已退役、RD-170发动机在天顶上用用，但运力调节并不灵活，1000吨的固体火箭发动机在航天飞机退役后，如何找到用武之地并不明确，而老美在忽悠要登月后发现实际费用耗资巨大，失却目标后现在还在找方向。现实的确有点喜剧感，老美和原苏联在冷战时期为了互相压制对方而研制的超越时代需要的巨无霸发动机，在冷战后就面临着如此没有用武之地的尴尬境地，难道我们要步其后尘不成？

二、审视当前航天发射需求，重复使用运载工具显然能够降低发射成本，更有利可图，更重要的是能够将资金投入到真正的卫星应用中。

它山之石可以攻玉，老美和原苏联的经验教训我们应该汲取。老美和俄罗斯当前主要在研制什么，当前整个航天领域关键有利可图的经济活动是什么？如果一个国家的航天政策不从这方面着手，那么对这个国家是更多的是负担，诚如RD-170给原苏联带来的经济上的投入产出比严重的失衡。

当前老美和俄罗斯，相当大的精力头投在可重复使用火箭的研制上。老美在航天飞机退役后，NASA一时找不到研制方向，搞了个登月却被奥巴马给砍掉，实在是经济危机中还要搞登月这种劳民伤财的事情看不出有什么益处。而美空军更为现实，毕竟登月与他们无关，航天飞机在挑战者爆炸后也与他们无关，他们更关注的是实际的航天应用对军事的益处，所以他们规划了可飞回的重复使用发射运载工具研制，这是因为军事侦察卫星是个持续的需求，降低发射费用是件实实在在应该做的事情。考虑到波音、洛克希德.马丁公司在一次性运载火箭上的垄断造成航天发射费用高昂，奥巴马选择了支持私人公司来发展低成本航天发射，所以SpaceX才风起云涌，搞了不少项目，而SpaceX降低发射费用中很重要的一条，就是重复使用。

无独有偶，俄罗斯在继承原苏联航天遗产后，虽然发现底子挺厚，但维持大规模卫星发射仍然是个不小的负担，降低发射费用也是非常具有现实意义，加上原苏联航天遗产实际上分布在多个国家，为了不被别人卡脖子，也必须研制自己的东西，所以有了安加拉，为了降低费用，有了重复使用助推器的计划。

对我们而言，我们没有必要走老美和俄罗斯的弯路，在航天运载工具上，未来我们会维持在年发射次数15-20次左右，这样的发射频率，显然重复使用有非常大的研究必要性，这对降低发射费用而将更多的资金投入到卫星应用上，这回产生实实在在的价值。

在重复使用运载火箭之外，优先于登月的载人航天项目则是空间站，虽然空间站当前还看不出更多的收益，但显然空间站会比登月有更多现实意义，包括微重力应用研究、人体适应太空研究、未来的太空组装经验积累等对今后更为广阔的太空探索都更有现实意义。

所以，个人认为，在天宫二号、三号项目、长征五号基本成功之后，纳入研究课题的还是合适推力的发动机和重复使用运载工具的研究，而不是巨无霸大推力火箭发动机。

三、当前长五运载火箭的120吨煤油/液氧发动机推力稍弱，应该研制较大推力发动机，同时研制重复使用技术。

当前的长征五号运载火箭，120吨的煤油/液氧发动机的推力还嫌稍弱，在达到25吨的LEO运载能力时需要多大8台发动机，加上芯级2台液氧煤油发动机，发动机数量达到10台，实在是有点多，而且在未来发展中，大约20吨的一些任务仍然显得有点力不从心。所以比120吨推力大的火箭发动机是必须要研制的，关键看研制的推力多大为好。 而这个推力的火箭发动机研制，则必须考虑重复使用的要求，从总体上来考虑，从而使得降低发射费用能够真正实现。

1、应该发展200-300吨推力的煤油/液氧发动机

从未来运载能力需要上来看，30吨以内的推力需求仍然是主流，个人认为200-300吨推力煤油/液氧发动机可能更具有灵活性，因为这样的推力，1200（4台发动机）吨左右的起飞推力可以满足发射大型空间站构型的需要，1800吨起飞推力（6台发动机）可以满足二次发射空间对接飞往月球的需要，即可以比较好的兼顾大量低于30吨推力的需求，同时可以兼顾登月这种长远任务。这样的发动机研制费用远比650吨推力发动机研制费用要低，至少在试车同样时间消耗的煤油要少一半，更别提由于难度降低带来的解决问题时间缩短和实验时间缩短等带来的费用降低。

2、应该发展机翼飞回式重复利用技术
  早期许多重复利用技术是采用降落伞回收，实际上即便降落伞回收美国航天飞机较为坚固的固体助推器时，其降落姿势不对都会造成壳体变形，更别提更为脆弱的液体火箭发动机。加上降落伞回收需要寻找和带回，其周期和时间都比较长。而机翼飞回方式基本没有这些问题。当然机翼飞回会带来结构重量和更为复杂控制，但其好处挺大，基本上液体火箭发动机飞回后经过检修没有问题就可以重新加注燃料使用。在这方面固体火箭反而不如液体火箭，因为固体火箭基本上需要到工厂实现燃料的重新安装，反而不如液体火箭更灵活。

在机翼飞回式重复使用上，老美和俄罗斯的飞回方案中是将助推器返回，助推器上是煤油/液氧贮藏罐比较齐全。个人认为这样返回设备体积和重量都比较重，整个火箭反而复杂，结构重量并没有优势，相反采用飞回装置上只有煤油贮藏罐，液氧罐在芯级共用显得更可取，因为这能显著减低飞回装置的复杂性，整个结构重量上也轻，毕竟减少了液氧罐的数量。另外，由于芯级第一级抛掉的是液氧罐，比安加拉之类的火箭芯一级抛掉的是带有发动机、液氧罐、煤油罐的整个完整火箭，其损失还是要小不少。另外还可以考虑给氧气罐加上降落伞在海上回收，由于其罐体没有多少开口，通过阀门密封等手段，实现其复用反而更有可能。

四、重复使用的未来美好前景

重复使用能够显著降低发射费用，想想看，每次发射将发射费用降低到原来的1/2是什么感觉？如此每年发射费用降低后可以将更多资金投入到真正有用的卫星应用、空间站应用，那种空间产业化前景甚至有点可期待的感觉。

另外，这种研制方向还能够兼顾登月和太空探索，并没有像登月那种耗费巨大而影响别的项目资金使用的程度，反而为登月和太空探索奠定了良好的经济基础。

最后，呼吁一下，将目标定的更现实一些，经济收益上考虑更多一些，这才是航天长久持续发展应该走了路。