近年來中國航天熱衷復用運載器研製，6月全球探索大會上科工集團也展示了復用運載器
1957年蘇聯發射第一顆人造衛星，標誌着人類進入航天時代，重複使用的方向連我們這些外行都能明白，為什麼航天工業卻一直沒有取得進展呢？其實“我們一直在努力”。一次性火箭這個名字，本身就說明了它的劣勢：一次性的東西必然相對昂貴，而火箭發動機比沖（相當於汽車的耗油率）低。簡單地說，一次性火箭必然價高質次，理論上物美價廉的東西，是可重複使用的高比沖航天運載器。什麼發動機比沖高呢，自然是利用大氣層氧氣的吸氣式發動機了，具體實現上以超燃衝壓發動機為主。
航天科技集團的重複使用運載器三步走思路，和美國人50年前好相似啊
美國在20世紀60年代研討未來航天運載器發展趨勢，討論出一個三步走戰略：第一步是一次性火箭加重複使用的太空飛機；第二步是完全重複使用的二級火箭，第三步是使用先進吸氣式發動機跌空天飛機。冷戰時期樂觀的攻城獅們興高采烈的暢想未來，認為20世紀80年代大概就可以實現三步走戰略目標了。回憶美國當年的三步走目標，大家是否感到眼熟呢？今年6月北京召開的全球航天探索大會（GLEX）中國航天科技集團展示了一份升力體式重複使用運載器“三步走”發展思路，和50年前美國專家的思路非常相似！
美國1966年討論的三種方案：中間那個二級全復用火箭，後來發展出航天飛機
美國人後來做的可就不盡人意了，1967年喬治·穆勒召開會議組織進一步探討，認為第一種方案太low，第三種太high，第二種雖然比較複雜，但最為可行。洛克希德公司的馬克斯·亨特進一步提出一級半構型的方案：全復用的軌道器外加外置燃料箱，再加上重複使用的助推器，相信大家都看出來了，這不就是航天飛機麼。亨特的方案研製難度低，不過復用效果也差，論證指出如果每年發射10次，亨特方案使用成本低，如果每年發射100次，二級復用方案的成本只有亨特方案的1/3！
當年航天飛機吹全壽命成本分攤下來一次發射1000萬美元，最後結果是15億一次，Orz！
航天飛機立項並完成了研製，樂觀派當初估計每架航天飛機至少復用100次，可以實現每周發射一次，每次發射費用控制在1000萬美元！如果達到這個目標，每千克貨物的發射費用比一次性火箭降低一個數量級，太空工業化大開發將成為可能。然而事與願違，航天飛機並沒有實現降低成本的宏偉目標，20世紀80年代投入使用後，對比當時一次性的大力神火箭，居然發射成本還更高！蘇聯跟風花了140億盧布造出了能源-暴風雪號航天飛機，為此差點乾脆把和平號空間站扔了，然而能源-暴風雪航天飛機不僅研製費用高，用起來也是吞金獸，發射兩次就銷聲匿跡了。這還有天理嘛！說好的復用省錢呢！
好多人都吹X-37B是下一代航天飛機，對比航天飛機，其實它是“返祖”的黑猩猩
美國後來又花費巨資研製了X-30國家空天飛機、X-33冒險星和DC-X等復用航天器，但沒一個能上天的。事實證明，廉價可靠的重複使用航天運載器超出了我們的技術能力。2011年美國航天飛機退役，略早的2010年小型航天飛機X-37B上了天，媒體高帽稱它為“航天飛機接班人”，然而我們回頭看，這不就是當年全美航天攻城獅一致鄙視認為太low的第一種方案嘛，這堂堂世界燈塔美利堅國，越活越回去了。
獵鷹九號火箭復用15次才能降價21%，一院的復用20次就要降價50%甚至90%，反正我是不信
燈塔國還有吹上天的太空X（SpaceX）公司，在獵鷹火箭上試驗一級回收成績斐然：19次一級回收成功，3次一次重新投入發射，然而我們不應忘記，航天飛機可是飛了135次。太空X公司也有高明之處：他們在一次性火箭基礎上用垂直着陸方式回收，對火箭改動很小，至少沒有鬧出復用比一次性火箭還貴的笑話。理論推算火箭一級復用15次，可以把成本降低21%，但現在獵鷹火箭一級只復用過一次，對老客戶SES公司都沒什麼折扣。
美國XS-1就是典型的並聯垂直發射，水平返回的可重複使用航天運載器
中國航天一院的復用航天運載器兼具航天器和航空器特點，它使用火箭發動機，運載器一級和二級並聯垂直發射，一級分離後返回發射場，未來二級也將返回。這種航天運載器設計重複使用次數20次以上，力求具備一天一次飛行的能力。運載器初期目標將單位質量發射成本降低到現在的五分之一，最終目標降低到十分之一！大家是否覺得眼熟，當年航天飛機不就這麼吹的麼？就連一院的具體概念也並不新鮮，美國DARPA和波音公司正在研製的XS-1復用運載器，也是並聯垂直發射水平返回，發射成本也要降低90%，更巧合的是首飛都在2020年前後。
我大花旗國自有國情在，米諾陶4火箭運力1.7噸報價5000萬美元，難怪XS-1敢吹降價到1/10
縱觀人類主要是美國對重複使用航天器的探索，我們發現一個規律：復用程度越高，研製使用成本越高，升力體或有翼布局尤其成本高，需要超高的發射次數攤薄成本。美國XS-1號稱砍價到十分之一的底氣，是米諾陶固體火箭發射價5000萬美元、比其他國家火箭貴5到10倍的獨特國情，我們中國的長征火箭可是便宜得很。航天一院雄心勃勃研製復用運載器，做出來倒不是太難，但要實現一次性火箭五分之一的發射成本實在難於登天。當然，有進取嘗試的勇氣和努力，總比故步自封好得多，讓我們祝願一院的復用航天運載器能早日飛天吧。
