王小軍

（中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京，100076）

0 引 言

航天運(yùn)輸系統(tǒng)作為一個(gè)國(guó)家開(kāi)展航天活動(dòng)的支撐和基礎(chǔ)，是其綜合國(guó)力的重要標(biāo)志[1]。經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，特別是隨著以長(zhǎng)征五號(hào)為代表的新一代運(yùn)載火箭投入應(yīng)用，中國(guó)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭已經(jīng)形成了較為完備的產(chǎn)品系列，為中國(guó)載人航天、月球探測(cè)、火星探測(cè)等重大工程的順利實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，取得了一個(gè)又一個(gè)重大成就。

當(dāng)前，世界航天已進(jìn)入以大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)星座建設(shè)、空間資源開(kāi)發(fā)、載人月球探測(cè)和大規(guī)模深空探測(cè)為代表的新階段[2]，進(jìn)入空間需求正在快速增長(zhǎng)，對(duì)航天運(yùn)輸系統(tǒng)提出了更高要求。同時(shí)，隨著人工智能、重復(fù)使用、新動(dòng)力、新材料等新技術(shù)的發(fā)展，航天運(yùn)輸系統(tǒng)也處于技術(shù)發(fā)展的重要機(jī)遇期。

站在新的歷史節(jié)點(diǎn)上，面向建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)的歷史使命，本文從分析國(guó)外航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢(shì)和中國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，結(jié)合發(fā)展需求，提出了中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展展望。

1 發(fā)展態(tài)勢(shì)

1.1 國(guó)外發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

隨著大規(guī)模進(jìn)出空間任務(wù)的增多，世界各航天大國(guó)都在持續(xù)發(fā)展高可靠、低成本和高效率的航天運(yùn)輸系統(tǒng)，航天運(yùn)輸系統(tǒng)的能力和內(nèi)涵正在發(fā)生變化，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

a）通過(guò)研制下一代運(yùn)載火箭加速更新?lián)Q代，型譜更加優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)性更加突出。世界主要航天國(guó)家和地區(qū)立足長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)，在既有火箭型譜基礎(chǔ)上，均在開(kāi)展下一代主力運(yùn)載火箭研制，如美國(guó)的火神火箭、新格倫火箭、歐洲的阿里安6火箭、俄羅斯的聯(lián)盟號(hào)5火箭、日本的H-3火箭等，充分應(yīng)用模塊化和組合化設(shè)計(jì)原則，借鑒采用成熟、可靠、通用的產(chǎn)品和技術(shù)，大力推進(jìn)產(chǎn)品化，在實(shí)現(xiàn)型譜優(yōu)化的同時(shí)，任務(wù)適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性也更加突出。

b）通過(guò)發(fā)展重型運(yùn)載火箭，實(shí)現(xiàn)進(jìn)入空間能力的躍升，支撐載人深空探測(cè)任務(wù)實(shí)施。重型運(yùn)載火箭是未來(lái)載人月球探測(cè)、載人火星探測(cè)等重大空間任務(wù)的基礎(chǔ)。美國(guó)已發(fā)布“阿爾忒彌斯”計(jì)劃，計(jì)劃于2024年載人重返月球，并在2028年后長(zhǎng)期駐留，同時(shí)還投入建設(shè)月球軌道空間站，宣布在2030年實(shí)施載人火星探測(cè)[3～7]，這些重大任務(wù)都依賴(lài)于重型運(yùn)載火箭的研制。美國(guó)NASA正在全力推進(jìn)“太空發(fā)射系統(tǒng)”（SLS）重型運(yùn)載火箭的研制，計(jì)劃于2021年首飛，SLS首飛構(gòu)型近地軌道運(yùn)載能力為70 t，最終構(gòu)型將達(dá)到130 t；SpaceX公司也在推進(jìn)超重-星艦的研制工作，其近地軌道運(yùn)載能力能夠達(dá)到100 t以上。俄羅斯國(guó)家航天集團(tuán)也陸續(xù)提出了重型運(yùn)載火箭方案和相關(guān)研制計(jì)劃。

c）通過(guò)發(fā)展重復(fù)使用技術(shù)，以期進(jìn)一步降低進(jìn)入空間成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。重復(fù)使用已成為航天運(yùn)輸系統(tǒng)的重要技術(shù)發(fā)展方向。美國(guó)SpaceX公司的Falcon-9火箭垂直起降重復(fù)使用技術(shù)不斷走向成熟，已實(shí)現(xiàn)數(shù)十次一子級(jí)的回收利用，單模塊目前最多已經(jīng)實(shí)現(xiàn)8次復(fù)用；俄羅斯航天國(guó)家集團(tuán)公司公布了其一子級(jí)重復(fù)使用的阿穆?tīng)栠\(yùn)載火箭方案；歐空局計(jì)劃在下一代阿里安火箭上采用重復(fù)使用技術(shù)，并持續(xù)開(kāi)展普羅米修斯發(fā)動(dòng)機(jī)和塞彌斯垂直起降驗(yàn)證機(jī)的研制，同時(shí)英國(guó)持續(xù)開(kāi)展組合動(dòng)力佩刀發(fā)動(dòng)機(jī)和云霄塔空天飛機(jī)的技術(shù)攻關(guān)；日本和印度也在不斷開(kāi)展重復(fù)使用技術(shù)的試驗(yàn)驗(yàn)證工作[8～10]。

d）通過(guò)提升軌道轉(zhuǎn)移能力以及發(fā)展長(zhǎng)時(shí)間在軌技術(shù)，拓展上面級(jí)應(yīng)用領(lǐng)域，滿(mǎn)足空間運(yùn)輸及空間探索任務(wù)需求。美國(guó)持續(xù)開(kāi)展以先進(jìn)半人馬座為代表的長(zhǎng)時(shí)間在軌高性能氫氧上面級(jí)的研制工作，通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的低溫推進(jìn)劑在軌蒸發(fā)量控制、集成流體等新技術(shù)，使其在軌時(shí)間延長(zhǎng)到數(shù)周，可執(zhí)行近地和深空的空間運(yùn)輸任務(wù)以及在軌服務(wù)、空間碎片清理等任務(wù)，通過(guò)在軌加注實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用，大幅拓展了現(xiàn)有空間運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和應(yīng)用模式[11～14]。美國(guó)研制的MiTEx常規(guī)液體上面級(jí)，采用了太陽(yáng)能電池供電，具備長(zhǎng)時(shí)間在軌工作能力[15,16]。在發(fā)展高性能空間運(yùn)輸系統(tǒng)的同時(shí)，留軌上面級(jí)的再利用價(jià)值逐步被認(rèn)可和開(kāi)發(fā)，美國(guó)和印度等國(guó)開(kāi)展了上面級(jí)留軌應(yīng)用研究，計(jì)劃將上面級(jí)改造成商用空間設(shè)施。

e）通過(guò)應(yīng)用智能化設(shè)計(jì)、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高性能發(fā)動(dòng)機(jī)等新技術(shù)，不斷提升運(yùn)載火箭可靠性和運(yùn)載效率。智能技術(shù)的快速進(jìn)步為航天領(lǐng)域發(fā)展帶來(lái)新動(dòng)能，成為研究的重點(diǎn)方向，全生命周期數(shù)字化管理、基于數(shù)字樣機(jī)的虛擬設(shè)計(jì)、快速生產(chǎn)制造、智能飛行和自主返回控制等技術(shù)不斷取得突破[17]。各國(guó)還在不斷發(fā)展鋁鋰合金和復(fù)合材料輕質(zhì)結(jié)構(gòu)技術(shù)，降低結(jié)構(gòu)系數(shù)；不斷發(fā)展高性能液氧煤油、液氧甲烷和氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，美國(guó)梅林-1D液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)推重比高達(dá)185，RL-10B氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)真空比沖達(dá)到465 s，猛禽液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)真空比沖超過(guò)370 s，且都具有推力深度調(diào)節(jié)能力。

1.2 中國(guó)發(fā)展態(tài)勢(shì)

中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，取得了舉世矚目的成績(jī)，實(shí)現(xiàn)了從常溫推進(jìn)到低溫推進(jìn)、從串聯(lián)到捆綁、從一箭單星到一箭多星、從發(fā)射衛(wèi)星到發(fā)射載人飛船、從近地軌道到深空探測(cè)的跨越，有力牽引并推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)和國(guó)防建設(shè)的發(fā)展。近年來(lái)，在建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)目標(biāo)的指引下，中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)在產(chǎn)品、技術(shù)、管理等方面取得了新成就。

a）在產(chǎn)品研制方面，構(gòu)建了較為完善的航天運(yùn)輸系統(tǒng)產(chǎn)品體系。

一次性運(yùn)載火箭方面，長(zhǎng)征五號(hào)、長(zhǎng)征五號(hào)B、長(zhǎng)征六號(hào)、長(zhǎng)征七號(hào)、長(zhǎng)征八號(hào)、長(zhǎng)征十一號(hào)等新一代運(yùn)載火箭已開(kāi)始應(yīng)用發(fā)射，如圖1所示。在支撐重大工程實(shí)施的同時(shí)，使中國(guó)躋身世界航天強(qiáng)國(guó)行列?？焖夙憫?yīng)進(jìn)入空間方面，長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)征系列固體運(yùn)載火箭的突破，具備快速響應(yīng)發(fā)射能力，發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間不超過(guò)24 h，并實(shí)現(xiàn)了中國(guó)首次海上發(fā)射，為中國(guó)進(jìn)入空間提供了新的發(fā)射方式?？臻g運(yùn)輸方面，完成兩代軌道轉(zhuǎn)移運(yùn)輸系統(tǒng)的研制，實(shí)現(xiàn)了上面級(jí)動(dòng)力從固體動(dòng)力向液體動(dòng)力的跨越，形成了遠(yuǎn)征系列上面級(jí)家族，如圖2所示，在北斗工程全球組網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。目前，中國(guó)正在持續(xù)開(kāi)展新一代載人運(yùn)載火箭、重型運(yùn)載火箭和低溫上面級(jí)等技術(shù)攻關(guān)。

b）在技術(shù)創(chuàng)新方面，重復(fù)使用、新型動(dòng)力等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得顯著進(jìn)展。

可重復(fù)使用技術(shù)取得突破，圍繞落區(qū)控制、垂直起降、垂直起飛水平返回、水平起降等開(kāi)展了方案論證和部分飛行演示驗(yàn)證。在液體動(dòng)力方面，取得4800 kN高壓補(bǔ)燃液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)半系統(tǒng)試車(chē)及整機(jī)裝配、2200 kN高壓補(bǔ)燃?xì)溲醢l(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)裝配為代表的一系列重要成果；在固體動(dòng)力方面，完成500 t級(jí)大推力固體發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車(chē)，完成首臺(tái)3.2 m直徑3段式大推力固體發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)。新一代運(yùn)載火箭全面采用基于1553B總線的控制系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)，突破10 m級(jí)大直徑箭體設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造技術(shù)，Ka頻段天基測(cè)控得到應(yīng)用，有效支撐火箭性能持續(xù)提升。同時(shí)，中國(guó)正在持續(xù)積極推進(jìn)智慧火箭技術(shù)研究，通過(guò)智能技術(shù)賦能，進(jìn)一步提升航天運(yùn)輸系統(tǒng)綜合能力[8～10,17,18]。

c）在管理提升方面，產(chǎn)業(yè)化與商業(yè)化發(fā)展取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展。

實(shí)施了運(yùn)載火箭批產(chǎn)工程，產(chǎn)品成批組織采購(gòu)、生產(chǎn)與驗(yàn)收，按發(fā)次交付測(cè)試，多發(fā)滾動(dòng)交付發(fā)射。長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭年均發(fā)射數(shù)量從前30年的2～3發(fā)增長(zhǎng)至當(dāng)前的30～40發(fā)，發(fā)射成功率穩(wěn)步提升。2018年和2019年發(fā)射次數(shù)位于世界第一。商業(yè)航天蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)主體數(shù)量快速增長(zhǎng)，涉及領(lǐng)域遍布運(yùn)載火箭全產(chǎn)業(yè)鏈，多家商業(yè)公司均推出了面向商業(yè)市場(chǎng)的新型運(yùn)載火箭，并完成了研制和發(fā)射飛行，逐漸成為未來(lái)航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展的新增長(zhǎng)點(diǎn)[19]。

圖1 當(dāng)前中國(guó)投入應(yīng)用的新一代運(yùn)載火箭型譜Fig.1 The New Generation Long-March Launch Vehicle Series in Use

圖2 當(dāng)前中國(guó)投入應(yīng)用的遠(yuǎn)征系列上面級(jí)型譜Fig.2 The Yuan-Zheng Upper Stage Series in Use

2 發(fā)展需求

a）中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)需進(jìn)一步完善運(yùn)載能力、發(fā)射方式和應(yīng)用方式的覆蓋性和全面性。

太空是21世紀(jì)世界大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的重要疆域，進(jìn)入空間規(guī)模呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，太空軌位、頻段等太空資源也將日趨緊張。

中國(guó)已經(jīng)拉開(kāi)了載人空間站建設(shè)的序幕，并面臨后續(xù)的維護(hù)與運(yùn)營(yíng)管理；大型互聯(lián)網(wǎng)星座、在軌服務(wù)與維護(hù)、載人月球探測(cè)、大規(guī)模深空探測(cè)、大型空間太陽(yáng)能電站和載人火星探測(cè)等任務(wù)已成為發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)各類(lèi)載荷多樣化高密度發(fā)射和在軌部署需求也日益突出，以上各類(lèi)空間任務(wù)也對(duì)中國(guó)的航天運(yùn)輸系統(tǒng)提出了更高的要求。

b）中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)需進(jìn)一步提升綜合性能指標(biāo)水平。

自1970年長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射的半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭型譜已基本完善，可以說(shuō)中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)走過(guò)了“從無(wú)到有”、“從有到全”的歷史進(jìn)程，正邁入“從全到強(qiáng)”的時(shí)代；這與中國(guó)從“站起來(lái)”到“富起來(lái)”，再到“強(qiáng)起來(lái)”的歷史進(jìn)程同頻共振。在新時(shí)代，建設(shè)航天強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略需求，需要中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“從全到強(qiáng)”的歷史轉(zhuǎn)變。實(shí)現(xiàn)“從全到強(qiáng)”的轉(zhuǎn)變，關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性、運(yùn)載效率、任務(wù)適應(yīng)性、發(fā)射周期等綜合性能指標(biāo)趕超世界一流水平。

c）中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)需具備更高的研制、發(fā)射和質(zhì)量控制能力。

中國(guó)航天事業(yè)已取得一個(gè)又一個(gè)的輝煌成就，同時(shí)也在不斷推動(dòng)科研生產(chǎn)管理模式優(yōu)化升級(jí)，從“保成功、保交付、保增長(zhǎng)”向“高質(zhì)量保證成功、高效率完成任務(wù)、高效益推動(dòng)航天強(qiáng)國(guó)和國(guó)防建設(shè)”的“三高”轉(zhuǎn)變。中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)的管理體系發(fā)展須緊密?chē)@實(shí)現(xiàn)“三高”發(fā)展目標(biāo)，持續(xù)提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，不斷探索更好完成任務(wù)和提供更優(yōu)質(zhì)服務(wù)的方法和途徑，具備世界一流的研制、發(fā)射和質(zhì)量控制能力。

3 未來(lái)發(fā)展展望

未來(lái)發(fā)展方向是瞄準(zhǔn)航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)目標(biāo)，立足中國(guó)發(fā)展基礎(chǔ)，建成世界一流的航天運(yùn)輸系統(tǒng)。形成中國(guó)新一代運(yùn)載火箭完整系列型譜，開(kāi)展性能提升、商業(yè)化發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，應(yīng)用重復(fù)使用、智能化等技術(shù)手段，增加新功能、融入新要素，實(shí)現(xiàn)中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)從“全”到“強(qiáng)”的重要轉(zhuǎn)變，涵蓋從“一次性使用”到“重復(fù)使用”、從“自動(dòng)化”到“智能化”、從“定制化”到“商品化”、從“任務(wù)驅(qū)動(dòng)型”到“設(shè)計(jì)需求型”的轉(zhuǎn)變。

3.1 建設(shè)世界一流的航天運(yùn)輸系統(tǒng)產(chǎn)品體系

3.1.1 利用5～10年推動(dòng)新一代載人運(yùn)載火箭和重型運(yùn)載火箭研制，實(shí)現(xiàn)全面更新?lián)Q代，新一代運(yùn)載火箭能力全面形成

面向進(jìn)入空間運(yùn)載能力持續(xù)增長(zhǎng)的需求，填補(bǔ)運(yùn)載能力空缺，扎實(shí)推動(dòng)新一代載人運(yùn)載火箭和重型運(yùn)載火箭的研制，平穩(wěn)推動(dòng)運(yùn)載火箭更新?lián)Q代。

a）到2025年，實(shí)現(xiàn)新一代載人運(yùn)載火箭首飛，支撐載人月球探測(cè)任務(wù)實(shí)施。通過(guò)提前布局、頂層謀劃，采用任務(wù)優(yōu)先、分步實(shí)施的策略，開(kāi)展對(duì)現(xiàn)役常規(guī)推進(jìn)劑運(yùn)載火箭的更新?lián)Q代，使新一代運(yùn)載火箭成為進(jìn)入空間主力。

b）到2030年，實(shí)現(xiàn)重型運(yùn)載火箭首飛，支撐有人月球基地建設(shè)等重大任務(wù)實(shí)施。新一代運(yùn)載火箭能力全面形成，全面完成對(duì)常規(guī)有毒推進(jìn)劑運(yùn)載火箭的更新?lián)Q代。

3.1.2 持續(xù)推進(jìn)重復(fù)使用航天運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)攻關(guān)和試驗(yàn)驗(yàn)證，加快工程應(yīng)用進(jìn)程，早日實(shí)現(xiàn)航班化運(yùn)輸

重復(fù)使用是航天運(yùn)輸技術(shù)的重要發(fā)展方向，是快速、經(jīng)濟(jì)和大規(guī)模航班化進(jìn)出空間的一種有效途徑。當(dāng)前，中國(guó)正積極推進(jìn)重復(fù)使用航天運(yùn)輸系統(tǒng)的深化論證、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和飛行試驗(yàn)任務(wù)。

a）到2025年前，實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭一子級(jí)重復(fù)使用。2021年初步驗(yàn)證水平著陸關(guān)鍵技術(shù)，2025年前進(jìn)一步工程驗(yàn)證水平著陸和垂直著陸技術(shù)，初步形成快速、經(jīng)濟(jì)進(jìn)入空間能力。

b）到2035年前，實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭完全重復(fù)使用。重復(fù)使用次數(shù)達(dá)到10～50次，形成快速響應(yīng)進(jìn)入空間和按需返回的基本能力。

c）到2045年前，全面形成航班化航天運(yùn)輸能力。重復(fù)使用航天運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)不斷升級(jí)，智能變構(gòu)型、新材料、組合動(dòng)力等新技術(shù)廣泛應(yīng)用，單級(jí)入軌技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。

3.1.3 大力發(fā)展高性能空間運(yùn)輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)空間轉(zhuǎn)移運(yùn)輸能力大幅提升，在未來(lái)大規(guī)?？臻g資源開(kāi)發(fā)與利用的競(jìng)爭(zhēng)中取得主動(dòng)權(quán)

大規(guī)?？臻g資源開(kāi)發(fā)與利用已成為現(xiàn)實(shí)需求，應(yīng)大力發(fā)展高效、環(huán)保的低溫空間運(yùn)輸系統(tǒng)以及以大功率電推進(jìn)和核動(dòng)力為代表的新型動(dòng)力空間運(yùn)輸系統(tǒng)，逐步提升大范圍、多次變軌能力和長(zhǎng)時(shí)間在軌能力，拓展高性能空間運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域；推動(dòng)上面級(jí)留軌應(yīng)用的研究和工程實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入空間能力的再開(kāi)發(fā)。高性能空間運(yùn)輸系統(tǒng)采用模塊化、集成化、一體化、智能化的設(shè)計(jì)思路。

a）到2025年，具備長(zhǎng)期在軌、數(shù)噸高低軌往返運(yùn)輸能力。突破低溫推進(jìn)劑在軌蒸發(fā)量控制等關(guān)鍵技術(shù)，完成低溫空間運(yùn)輸系統(tǒng)長(zhǎng)期在軌飛行試驗(yàn)驗(yàn)證。

b）到2035年，具備更大規(guī)模的高低軌重復(fù)往返運(yùn)輸和天基發(fā)射的能力。突破低溫推進(jìn)劑在軌加注等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在軌加注延壽、維護(hù)維修以及模塊化替換。

c）到2045年，形成系列化空間運(yùn)輸系統(tǒng)產(chǎn)品。突破小型高可靠高安全核發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，完成核推進(jìn)等新型動(dòng)力空間運(yùn)輸系統(tǒng)的在軌飛行驗(yàn)證。

3.2 建設(shè)世界一流的航天運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)體系

3.2.1 通過(guò)轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念、革新標(biāo)準(zhǔn)體系、提升基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)、突破共性技術(shù)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)綜合性能水平質(zhì)的提升，趕超世界一流水平

以長(zhǎng)征五號(hào)為代表的新一代運(yùn)載火箭體現(xiàn)了中國(guó)當(dāng)前運(yùn)載火箭的最高水平，其運(yùn)載能力、運(yùn)載效率、可靠性等綜合性能指標(biāo)達(dá)到世界前列。面向建設(shè)世界一流航天運(yùn)輸系統(tǒng)需求，整體提升中國(guó)運(yùn)載火箭綜合性能水平，需要針對(duì)性地從設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系、基礎(chǔ)問(wèn)題和共性瓶頸技術(shù)等多方面開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)研究，加大先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)、新材料、新工藝攻關(guān)和應(yīng)用。

a）到2025年，中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)綜合性能基本達(dá)到世界一流水平。初步構(gòu)建先進(jìn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系，先期掌握一批共性基礎(chǔ)問(wèn)題和瓶頸技術(shù)，設(shè)計(jì)方法理念升級(jí)換代，實(shí)現(xiàn)中國(guó)運(yùn)載火箭設(shè)計(jì)研制水平大幅提升。

b）到2035年，中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)綜合性能全面趕超世界一流水平。全面構(gòu)建先進(jìn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系，全面掌握相關(guān)共性基礎(chǔ)問(wèn)題和瓶頸技術(shù)，原始創(chuàng)新能力進(jìn)一步增強(qiáng)。

3.2.2 實(shí)現(xiàn)故障診斷與容錯(cuò)重構(gòu)技術(shù)突破與工程應(yīng)用，結(jié)合新一代載人運(yùn)載火箭研制，構(gòu)建智能航天運(yùn)輸系統(tǒng)生態(tài)圈，向智慧航天運(yùn)輸系統(tǒng)邁進(jìn)

“航天+智能”是未來(lái)航天運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)展的重要方向，智能技術(shù)的快速進(jìn)步為航天領(lǐng)域發(fā)展帶來(lái)新動(dòng)能。當(dāng)前，中國(guó)正在積極探索智能賦能航天運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)，向全面實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)與制造、打造智能火箭、構(gòu)建智慧管理目標(biāo)邁進(jìn)。

a）到2025年，大幅提升運(yùn)載火箭的可靠性和飛行成功率。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有運(yùn)載火箭對(duì)典型故障的容錯(cuò)與任務(wù)重構(gòu)能力和低溫液體運(yùn)載火箭無(wú)人值守測(cè)試發(fā)射。

b）到2035年，打造智慧火箭。形成高效、可靠、適應(yīng)復(fù)雜任務(wù)的智慧航天運(yùn)輸系統(tǒng)，全面具備航天運(yùn)輸系統(tǒng)研發(fā)、運(yùn)營(yíng)、保障全生命周期的自感知、自學(xué)習(xí)和環(huán)境自主適應(yīng)能力。全面構(gòu)建包含研制與驗(yàn)證、生產(chǎn)與制造、測(cè)試與發(fā)射、飛行與評(píng)估的智能航天運(yùn)輸系統(tǒng)生態(tài)圈。

3.2.3 不斷提升中國(guó)航天動(dòng)力技術(shù)能力和水平，提升現(xiàn)役發(fā)動(dòng)機(jī)性能，發(fā)展新型動(dòng)力技術(shù)，大力支撐中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)的快速發(fā)展

動(dòng)力系統(tǒng)是航天運(yùn)輸系統(tǒng)的重要支撐，其能力水平對(duì)航天運(yùn)輸系統(tǒng)總體性能具有重要影響，當(dāng)前中國(guó)航天動(dòng)力技術(shù)能力和水平還需不斷提升。

a）到2025年，現(xiàn)役發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)一步提升。針對(duì)中國(guó)當(dāng)前液氧煤油、液氧液氫等主力液體發(fā)動(dòng)機(jī)和固體發(fā)動(dòng)機(jī)，在比沖、推重比和推力調(diào)節(jié)能力等重點(diǎn)性能指標(biāo)方面不斷實(shí)施改進(jìn)和提升，大力支撐中國(guó)新一代運(yùn)載火箭總體性能的不斷進(jìn)步。

b）到2035年，新型大推力和重復(fù)使用發(fā)動(dòng)機(jī)不斷投入應(yīng)用。開(kāi)展大推力液氧煤油、液氧液氫發(fā)動(dòng)機(jī)和大推力固體發(fā)動(dòng)機(jī)的研制，不斷推動(dòng)重復(fù)使用液氧烴類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)和組合動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展，支撐重型運(yùn)載火箭和重復(fù)使用運(yùn)載器的快速發(fā)展。

c）2045年前，先進(jìn)動(dòng)力技術(shù)突破并投入工程應(yīng)用。持續(xù)開(kāi)展大功率電推進(jìn)、爆震推進(jìn)、核推進(jìn)等新型動(dòng)力技術(shù)研究，革命性提升航天運(yùn)輸系統(tǒng)能力，為未來(lái)大規(guī)模空間資源開(kāi)發(fā)與利用以及更遠(yuǎn)深空的載人探測(cè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.3 建設(shè)世界一流的航天運(yùn)輸系統(tǒng)管理體系

3.3.1 貫徹商業(yè)化發(fā)展理念，遵循市場(chǎng)規(guī)律，滿(mǎn)足商業(yè)航天發(fā)射市場(chǎng)的需求，推動(dòng)航天運(yùn)輸系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，全面提升商業(yè)航天的大眾化服務(wù)體驗(yàn)

隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展和航天產(chǎn)業(yè)規(guī)模的日益擴(kuò)大，商業(yè)運(yùn)載火箭、低軌互聯(lián)網(wǎng)星座、亞軌道旅游、商業(yè)遙感等商業(yè)航天得到迅速推進(jìn)，航天產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)新的發(fā)展態(tài)勢(shì)。發(fā)展商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)、提升航天技術(shù)水平，對(duì)支撐航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)具有重要意義。

a）貫徹商品化發(fā)展理念，遵循市場(chǎng)規(guī)律，為用戶(hù)提供系統(tǒng)性解決方案。不斷完善產(chǎn)品和服務(wù)體系，推動(dòng)航天研制模式由追求科研成果向滿(mǎn)足市場(chǎng)需求轉(zhuǎn)變，推動(dòng)商業(yè)航天從技術(shù)成功向技術(shù)、市場(chǎng)、效益并重成功轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)技術(shù)、市場(chǎng)、效益三者有機(jī)對(duì)接。

b）發(fā)展以捷龍系列、長(zhǎng)征十一號(hào)系列和長(zhǎng)征八號(hào)等為代表的低成本商業(yè)運(yùn)載火箭。打造“高性?xún)r(jià)比、高可靠、快履約、快發(fā)射”的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，為商業(yè)載荷提供越來(lái)越優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。不斷探索新的測(cè)試發(fā)射管理模式，實(shí)施新的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，提高綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，滿(mǎn)足社會(huì)大眾化需求。

3.3.2 全面實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)研制協(xié)同高效、管理規(guī)范精細(xì)、數(shù)據(jù)實(shí)施共享和決策科學(xué)智能，助力高質(zhì)量、高效率、高效益發(fā)展

加快建設(shè)世界一流的航天運(yùn)輸系統(tǒng)，必須搶抓數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重大機(jī)遇，將數(shù)字化轉(zhuǎn)型作為改造提升傳統(tǒng)動(dòng)能、培育發(fā)展新動(dòng)能的重要手段，全面推進(jìn)數(shù)字航天建設(shè)，增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力和價(jià)值創(chuàng)造力，助力高質(zhì)量、高效率和高效益發(fā)展。

a）構(gòu)建模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的科研生產(chǎn)數(shù)字化體系，提升型號(hào)協(xié)同研制水平。采用基于模型的系統(tǒng)工程方法，完善航天型號(hào)產(chǎn)品數(shù)字化協(xié)同研制環(huán)境，提高設(shè)計(jì)效率。構(gòu)建航天產(chǎn)品智能制造體系，提高生產(chǎn)質(zhì)量。構(gòu)建航天裝備敏捷服務(wù)和精準(zhǔn)保障體系，提高運(yùn)營(yíng)效益。

b）構(gòu)建以大數(shù)據(jù)應(yīng)用為核心的經(jīng)營(yíng)管理數(shù)字化體系，提升戰(zhàn)略管控水平?；谠朴?jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)一管控平臺(tái)，人、財(cái)、物實(shí)現(xiàn)集中管控。深化大數(shù)據(jù)智能分析應(yīng)用，基于大數(shù)據(jù)開(kāi)展管理業(yè)務(wù)量化分析和預(yù)測(cè)預(yù)警，全面提升戰(zhàn)略管控水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)60多年的拼搏進(jìn)取和自主創(chuàng)新，中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)取得了一個(gè)又一個(gè)輝煌成就。站在新的歷史節(jié)點(diǎn)上，面對(duì)新的需求、機(jī)遇和挑戰(zhàn)，要勇于承擔(dān)，把握機(jī)遇，不斷創(chuàng)新、不斷突破，立足中國(guó)國(guó)情和戰(zhàn)略發(fā)展需要，開(kāi)展型譜優(yōu)化、性能提升、商業(yè)化發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，采用重復(fù)使用、智能化等技術(shù)途徑，增加新功能、融入新要素，實(shí)現(xiàn)中國(guó)航天運(yùn)輸系統(tǒng)的跨越式發(fā)展，建成世界一流水平的航天運(yùn)輸系統(tǒng)，支撐航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)。