可重复使用航天器是航天技术领域的重要发展方向，包括可重复使用的飞船、卫星、空间探测器、运载火箭、空天飞行器等。与一次性使用航天器相比，可重复使用航天器的突出优势主要在于通过多次使用降低单次任务成本，通过维护保障从而缩短研制周期并提高任务的灵活性等。

自1981年美国“哥伦比亚”航天飞机首飞以来，可重复使用航天器一直在发展。尤其是近年来，国际上航天军事化、商业化的拓展，以及载人深空探测的再次兴起，对低成本自由进入空间的能力提出了巨大需求，可重复使用航天器成为国内外航天技术的热点。美国太空探索技术公司（SpaceX）研制的“猎鹰”运载火箭已经常态化可重复使用，可重复使用的“龙”飞船已成功飞行。美国波音公司的CST-100可重复使用飞船已研制成功，并开展了飞行试验验证。我国也正在发展可重复使用运载火箭，并开展了关键技术攻关和演示验证；新一代载人运输飞船将实现可重复使用，目前已成功完成试验船的飞行试验验证；可重复使用卫星已经完成研制，并具备飞行条件。此外，可重复使用的空天飞行器一直是国际航天领域的制高点，美国X-37B试验飞行器实现了在轨780天的验证，“追梦者”等多种空天飞行器开展了演示验证，我国也研制了新型空天飞行器并成功进行了演示验证。

2023年12月14日，中国当天在酒泉卫星发射中心，运用长征二号F运载火箭，成功发射一型可重复使用的试验航天器。

试验航天器将在轨运行一段时间后，返回国内预定着陆场，其间将按计划开展可重复使用技术验证及空间科学实验，为和平利用太空提供技术支撑。

这已经是该试验航天器的第三次发射了，都是在酒泉卫星发射中心，所用火箭都是被誉为“神箭”的长征二号F，载人航天发射成功率100％。

第一次发射是在2020年9月4日，在轨飞行两天后，9月6日成功返回预定着陆场。

第二次发射则是在2022年8月5日，在轨飞行276天后，2023年5月8日成功返回预定着陆场。

相比前两次仅为“开展可重复使用技术验证”，这次的任务多了“空降科学实验”，说不定在轨时间会大大延长。

所有的可重复使用航天器均需要实现安全可靠的着陆。不同航天器采用的回收着陆技术途径有所不同，例如，弹道式或弹道升力式返回的卫星、飞船，一般采用“降落伞+缓冲气囊”的方式回收着陆；垂直上升垂直返回的运载火箭可采用“动力减速+软着陆支架”的方式实现回收；水平起降的空天飞行器则需采用“起落架+阻力伞”的方式实现安全着陆。

随着可重复使用航天器的发展，其呈现出各自不同的特点，所需要的回收着陆技术也是多样化的。目前国内外各类可重复使用航天器回收着陆系统的方案特点可归纳5类技术途径，包括伞系减速+气囊缓冲、可控翼伞定点无损着陆、充气附着式减速着陆、动力减速+软着陆支架缓冲、起落架+阻力伞。其中，伞系减速+气囊缓冲方案的可靠性、安全性高，适用于多种地形，常用于可重复使用卫星、飞船，但其最终着陆段不具备定点着陆的能力；可控翼伞方案可实现各类气动外形航天器的定点着陆，但其系统相对复杂，技术难度大；充气附着式减速着陆方案可用于高超声速条件下的气动减速，并具备热防护功能，但其适用的回收质量有限，需考虑结合伞降等方式实现更低速度的着陆；动力减速+软着陆支架缓冲方案一般用于垂直起飞、垂直降落的可重复使用运载火箭或其他航天器，落点精度高，但对发动机及返回控制的要求非常高；起落架+阻力伞方案适用于水平起降的航天器，完全可重复使用，着陆过载小，但对着陆跑道有特定的需求。

对于不同的可重复使用航天器回收着陆技术途径，除了各自关键技术外，其也存在共性的发展需求。保证航天器可重复使用的基本前提之一是无损着陆，这对回收着陆系统的智能化水平提出了更高的要求。无论采用何种回收着陆技术途径，均需提升整个回收着陆过程的精确化控制水平，包括多参数多状态的精确感知、复杂环境下的自适应控制、减速与缓冲的高精度执行等方面，因此智能化是可重复使用航天器回收着陆技术的重要发展趋势。此外，重复使用航天器发展的根本目的之一是降低成本，因此在技术要求更高的前提下，如何降低回收着陆系统的研制成本也是必然的发展需求，深入开展基础研究，提升回收着陆系统数值仿真和多学科优化设计能力，提升试验效能，更全面地测量、验证回收着陆系统的性能参数是需要重点关注的方面。

总之，可重复使用航天器是人类航天事业发展的主要方向之一，可重复使用航天器回收着陆技术的发展势在必行，将为我国航天强国建设构建重要的基石。

文章来源： 《中国航天》、科学解码