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作为一种进入太空的主要运载工具，运载火箭是各航天国家保持太空优势的关键之一，其技术水平代表了一个国家自主进入太空的能力。所以随着技术的进步和市场的变化，近年来各航天国家普遍开始启动后续型号研制任务。以下将具体分析与研究国外现役火箭后续型号的发展策略，以期为读者们深入了解未来趋势提供参考。 图片来源于网络 一、国外运载火箭后续型号基本情况 近年来，随着太空探索技术公司带来的火箭研制低成本压力，高通量、电推进技术带来的卫星质量分散化，以及非静地轨道任务机会的增多，使得美国、俄罗斯、日本、欧洲等国家和地区的传统发射服务商纷纷启动现役火箭后续型号的研制任务，并普遍把火箭首飞时间瞄准为2020～2021年。 国外主要现役火箭后续型号的基本情况 二、后续型号发展策略分析 国外发展后续运载火箭型号多以高可靠、高性能、低成本、任务适应性强为基本目标，以模块化、系列化、组合化为基本思路。综观后续各种不同运载火箭型号的发展，我们可以看到以下几方面特点： （一）各航天国家和组织的发展需求不同，导致其运载火箭后续型号发展策略各有特色 各航天国家和组织因运载火箭技术水平和所面临的实际问题不同，使得各自火箭型号更新换代的初衷也不完全一致，表现出来的对火箭运载能力提升的策略也存在一定差异。 为构建完全独立自主、竞争互补的进入太空能力，美国对多款火箭型谱给予支持，以提升运载能力。为确保近地空间自由、低成本的进入，美国不断通过商业竞争模式，引导国内航天企业开展新型火箭研发。作为美国传统运载火箭提供商的联合发射联盟公司和诺格创新系统公司，因火箭产品中使用俄罗斯制造的发动机而受到了来自美国国会的强大压力，所以进口替代、供应链自主可控、适当提升火箭运载能力成为其后续火箭研发的重要目标。新兴运载火箭提供商——太空探索技术公司、蓝源公司则是在已有产品能力的基础上进一步提升技术先进性、运载能力，以便争夺到更多的商业市场和国家安全市场的任务。 图片来源于网络 俄罗斯以优化火箭型谱，满足未来深空探测为目标，推动新型火箭更新换代。俄罗斯火箭型谱繁多，单单现役的就有“质子”号、“联盟”号、“呼啸”号、“天顶”号、“第聂伯”等等，其中绝大多数是沿用了苏联时期的设计和关键技术。为优化火箭型谱、降低多谱系生产与维护的成本，俄罗斯自20世纪末就开始推动火箭的更新换代，但进展缓慢。此外，俄罗斯一直准备进行深空探测，积极准备重型运载火箭的研制，方案几经更改，近期也得到了普京总统的明确支持。 欧洲和日本以增强国际商业发射竞争力、优化整体成本为目标，并未片面追求大运载能力。为确保国际商业发射市场竞争力，应对来自“猎鹰”-9火箭的竞争，欧洲和日本积极推动后续火箭型号的发展，其火箭运载能力并未体现出较大的增长，但火箭的整体成本却被要求实现下降和优化。 图片来源于网络 （二）采用多种技术途径提升火箭技术水平 高可靠、高性能是后续火箭型号发展的主要技术指标。各航天国家通过研制新型液体火箭发动机、大推力固体火箭发动机，采用轻质高性能一体化结构，提升火箭自主智慧管理，促使航天技术快速迭代和进步，进一步激发了航天发射市场活力和技术研究氛围。 液氧/甲烷发动机成为美欧下一代运载火箭发动机选择的重要方向。自太空探索技术公司和蓝源公司研制液氧/甲烷发动机以来，全球对此表示了热切关注。作为目前主流推进剂的液氧/煤油，因结焦、积碳等问题，给发动机重复使用带来了诸多难题。为此，美欧在下一代运载火箭发展上已将液氧/甲烷发动机作为了一个重要方向。美国后续火箭中的“新格伦”、“火神”、“星船”等均将液氧/甲烷发动机作为主动力；欧洲“阿里安”-6目前虽采用液氢/液氧发动机，但已明确把“普罗米修斯”这种液氧/甲烷发动机将作为后续的动力系统。 图片来源于网络 美国积极拓展固体发动机技术，应用领域开始向大中型火箭的芯级拓展。固体发动机长期以来多被用于大中型火箭的助推器以及部分小型火箭，其应用领域有限。美国作为世界固体发动机技术领域最先进的国家，目前正拓展其在大中型火箭芯级领域的应用。诺格创新系统公司新提出的下一代发射系统——“欧米伽”，除上面级外，均采用固体发动机作为动力系统，以实现其地球同步转移轨道运载能力5～10吨的目标，且目前已成为美国空军“发射服务协议”计划下的首轮资助项目之一。 开展集成一体化设计，拓展运载火箭的整体性能。随着深空探测、在轨空间运输等需求的日益增长，火箭上面级亟待进一步提升性能并延长工作时间，但受贮箱增压、姿控、电源等辅助分系统寿命限制，大幅提升性能和寿命受到严重制约。美国联合发射联盟公司采用“集成火箭流体系统”完成了世界首个集成化上面级辅助系统方案。该方案对火箭性能的提升相当于增加一枚捆绑固体助推器，可以满足多次变轨、长期在轨、按需离轨等不同任务需求，开辟了火箭上面级系统设计的全新途径。该系统计划于2020年在“半人马座”上面级上进行在轨飞行试验，2023年用于新一代“先进低温上面级”。 图片来源于网络 （三）以实用为出发点，尽量控制系统成本 未来航天领域要想实现持续而快速的发展，必须降低航天运输系统的成本。借鉴成熟、简单、可靠、通用的产品或技术，以实用、适用为出发点，成为控制系统成本的重要思路。 开展不同形式的重复使用技术探索，为降低成本寻找新途径。自太空探索技术公司成功实现火箭第一级回收以来，各国运载火箭运营商和制造商都普遍开始着手不同形式的重复使用技术探索，为下一代运载火箭降低成本寻找途径。形式一：垂直回收。典型代表是太空探索技术公司的“猎鹰”-9、“重型猎鹰”以及蓝源公司的“新格伦”，其中前者采用栅格翼，后者采用气动舵面。形式二：伞降回收。典型代表是联合发射联盟公司的“火神”火箭。该火箭在第一级工作结束并完成级间分离后，两台发动机分离，然后依靠降落伞减速，最后由直升机在空中实现回收。形式三：带翼飞回。典型代表是俄罗斯的“贝加尔号”有翼助推器和德国的“猎鹰”有翼助推器，其中前者是“安加拉”火箭的一种助推器回收方案，能以自动方式像飞机一样着陆和飞回发射场，后者有希望在“阿里安”-6火箭后续改进中使用，拟采用下降过程中由飞机捕获并拖回地面的方式进行。
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