未來30年航天技術(shù)的發(fā)展

未來30年航天技術(shù)的發(fā)展

作為航天技術(shù)的基礎(chǔ)，裝載技術(shù)代表了一個國家能夠自由進出空間的能力，這是空間技術(shù)和計算機科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。因此，世界上的主要航天國家正在研究先進的航空航天運輸工人技術(shù)，以保持領(lǐng)先地位。未來30年內(nèi)，以信息、通信與電子技術(shù)，先進材料技術(shù)、先進能源及動力技術(shù)、先進制造技術(shù)等為代表的一批基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)將取得重大突破，這將直接推動航天技術(shù)的快速發(fā)展。隨著以新一代大型運載火箭為代表的重大科技專項工程的順利實施，以及各類基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)不斷取得突破進展，可以預(yù)測未來的30年（2010～2040年）將迎來我國航天運載技術(shù)迅猛發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期。航天技術(shù)健全的主要需求從以美、俄為代表的航天強國的發(fā)展歷程來看，隨著航天應(yīng)用技術(shù)的迅猛發(fā)展，未來軍事、經(jīng)濟、社會活動對航天技術(shù)的依賴程度將越來越高，航天技術(shù)除了要滿足日常的軍用、民用及商用發(fā)展建設(shè)任務(wù)需求外，還要逐步滿足直接支持軍事行動的戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用需求。當前，美國、俄羅斯、歐盟等航天強國基本上已形成了包括以一次性運載火箭、航天飛機、天地往返運輸重復(fù)使用運載器、軌道轉(zhuǎn)移飛行器、深空運輸飛行器等綜合的航天運輸體系，通過對其未來30年的發(fā)展趨勢總結(jié)分析，可以看出國外航天運載技術(shù)的發(fā)展趨勢如下：(1）高效、模塊化的新型變壓器當今世界航天大國已經(jīng)或即將完成一次性運載火箭的更新?lián)Q代，新投入使用的主流運載火箭如歐空局的“阿里安5”、美國“宇宙神5”、“德爾塔4”、日本的“H2-A”等新型運載火箭，都采用了高可靠、低成本、大直徑、少級數(shù)、使用無毒無污染推進劑的新型運載技術(shù)，以氫氧發(fā)動機或液氧煤油發(fā)動機作為主動力，這些新型運載火箭的近地軌道運載能力一般超過20t，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力可達到10t以上，采用模塊化的組合方式形成運載能力覆蓋范圍較廣的新型運載火箭系列。上面級是提高火箭性能和提高任務(wù)適應(yīng)能力的有效途徑之一，目前國外正在使用或新研制的運載火箭上面級有10多種型號，具有多次啟動變軌能力及長時間在軌飛行能力，可以進行多星發(fā)射及軌道部署，以及執(zhí)行MEO、GEO直接入軌任務(wù)。新投入使用的新型主流運載火箭都是通過組合不同的上面級，形成擁有各種運載能力、能執(zhí)行多種任務(wù)的新型運載火箭系列。(2）快速機動發(fā)射小型變壓器美國為了繼續(xù)維持其全球霸主地位，提出具備全球快速精確打擊能力。滿足快速進入空間軍事應(yīng)用需求的小型運載火箭，不要求具有太高的運載能力，但是必須具備低成本、高可靠、機動能力強、操作簡單等特點?？焖贆C動發(fā)射小型運載火箭目前主要集中于美俄兩國，在役型號多是在戰(zhàn)略導(dǎo)彈基礎(chǔ)上改裝或研制而成的，如美國的飛馬座、金牛座、米諾陶，俄羅斯的起跑號、靜海號、波浪號。新研制火箭多以液體和固液混合推進劑為主，如美國的法爾肯1、快速到達、風(fēng)馳，俄羅斯的飛行號。發(fā)射平臺以陸基和空基機動為主。其中空基發(fā)射運載火箭具有良好的機動性、靈活性和成本低等優(yōu)點，已成為美俄實現(xiàn)快速進入空間的主要途徑。目前，美國在已有飛馬座空射火箭的基礎(chǔ)上，正在研制快速到達空射小型運載火箭；俄羅斯在研的飛行號和依希姆系統(tǒng)等也均為空射小型運載火箭。(3）未來年發(fā)達目標下的使用美國為重返月球計劃正在研制阿瑞斯1和阿瑞斯5兩種運載火箭，用于載人登月并建立月球基地。其中，戰(zhàn)神5為載貨的重型運載火箭，采用人貨分運、近地軌道對接的方式實現(xiàn)載人登月的目標。俄羅斯也在制定2040年前的航天發(fā)展計劃，目標是在2025年以前派遣宇航員登上月球，為此考慮在新型安加拉運載火箭的基礎(chǔ)上研制超重型運載火箭。歐洲、日本、印度也制定了相關(guān)的登月計劃，并也將在該計劃下進行重型運載火箭的研制工作。新研制的載人登月運載火箭更加重視的安全性和可靠性設(shè)計，將載人和運貨分開，充分借鑒成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，注重系統(tǒng)全生命周期的成本和風(fēng)險控制。未來長距離的星際航行運輸將依賴組合運輸系統(tǒng)，軌道對接組裝技術(shù)是發(fā)展星際載人運輸技術(shù)的關(guān)鍵。(4）重復(fù)使用方案的研發(fā)美國航天飛機的失事和退役雖然給重復(fù)使用運載器的研發(fā)工作蒙上了陰影，但是各國重復(fù)使用運載器的單項關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)工作卻更加熱烈。重復(fù)使用運載器的發(fā)展途徑是先進行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和演示驗證，而后開展全尺寸飛行器的研制。按照循序漸進、逐步突破的原則，并注重中間成果的轉(zhuǎn)換。通過小尺寸樣機的飛行演示來驗證總體方案的可行性和關(guān)鍵技術(shù)，并積累設(shè)計數(shù)據(jù)，針對暴露出來的問題，進一步完善設(shè)計，降低技術(shù)風(fēng)險和投資風(fēng)險。當前重復(fù)使用運載器的技術(shù)重點是發(fā)展助推級或軌道級兩級入軌部分重復(fù)使用運載器，近期內(nèi)仍以火箭發(fā)動機為動力，遠期向吸氣式組合發(fā)動機為動力，美國提出最終發(fā)展成為可以2h內(nèi)全球快速到達的空天作戰(zhàn)飛機。此外美國一些私營公司也積極研制了亞軌道重復(fù)使用運載器，發(fā)展了“白色騎士”等亞軌道重復(fù)使用運載器，并以此帶動了亞軌道空間旅游業(yè)的迅猛發(fā)展。(5）軌道轉(zhuǎn)移航天器隨著在軌服務(wù)需求的不斷增加，各航天大國均發(fā)展基于先進上面級技術(shù)的各種軌道轉(zhuǎn)移運輸飛行器，如俄羅斯的Fregat火箭和歐洲的ESC-B火箭，其所使用的發(fā)動機具有多次啟動能力，軌道機動能力更強。這類軌道轉(zhuǎn)移飛行器不僅能將有效載荷送入工作軌道，進行軌道轉(zhuǎn)移飛行，滿足不同軌道任務(wù)的需求，還能為有效載荷提供在軌服務(wù)和燃料加注補給，軍事應(yīng)用前景廣泛。例如，美國計劃在2015年后部署的軌道轉(zhuǎn)移飛行器，通過對美國空間資源進行在軌服務(wù)，能顯著提高這些空間資源的靈活性和作戰(zhàn)能力。俄羅斯發(fā)展了“渡船號”空間拖船，用于空間站的在軌支持。歐洲和日本為支持國際空間站任務(wù)，研制了自動轉(zhuǎn)移運輸飛行器（ATV）和H-2A自動轉(zhuǎn)移運輸飛行器（HTV），用于向國際空間站運送所需物資。未來30年0年車載技術(shù)發(fā)展面臨的機遇和挑戰(zhàn)我國航天運載技術(shù)的發(fā)展起步于20世紀50年代，先后成功研制了長征一號、長征二號、長征三號、長征四號等15個型號的運載火箭，實現(xiàn)了從常溫推進劑到低溫推進劑，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)射載人飛船的跨越式發(fā)展，組成了相對完備的運載火箭型譜，近地軌道運載能力達到8500kg，太陽同步軌道（SSO）運載能力達到6100kg，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力達到5500kg，基本能夠滿足不同用戶的需求。雖然我國航天運載技術(shù)取得了舉世矚目的成就，但與此同時我國長征運載火箭仍屬于“家族式”發(fā)展模式，每個運載型號的發(fā)展都源于特定的需求，型號間技術(shù)狀態(tài)差別較大，“三化”（通用化、系列化、組合化）程度不足，運載能力與現(xiàn)有國際主流運載火箭相比偏低且互相重疊，設(shè)計可靠性有待進一步提高，內(nèi)陸航區(qū)安全性差，測試發(fā)射周期長，任務(wù)適應(yīng)能力不足，相對于國外主流運載火箭和先進航天運載技術(shù)仍存在較大的差距，不能滿足未來國防建設(shè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展建設(shè)要求。與此同時，國內(nèi)衛(wèi)星應(yīng)用需求日益旺盛，以二代導(dǎo)航二期工程、高分辨率對地觀測工程、載人航天工程、月球探測工程等為代表的國家重大科技工程，以及未來可能的載人登月及其他深空探測任務(wù)等都對運載火箭的發(fā)展提出了迫切的需求。因此無論是從技術(shù)推動發(fā)展還是應(yīng)用需求牽引的角度來看，未來30年都將是中國航天運載技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期，其面臨的機遇和挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1）高密度的發(fā)射需求?？梢灶A(yù)測未來30年內(nèi)衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展將以新一代大型地球靜止軌道衛(wèi)星平臺和太陽同步軌道小衛(wèi)星平臺的發(fā)展為主，衛(wèi)星總數(shù)量預(yù)計在200～300顆左右，考慮到搭載及一箭多星等多種發(fā)射模式，運載火箭年發(fā)射率將顯著增加。然而當前我國長征系列運載火箭的年發(fā)射率較低，同一型號運載火箭每發(fā)之間的技術(shù)狀態(tài)變化較多，個別單機產(chǎn)品，如個別單機的生產(chǎn)制造周期偏長，成為研制任務(wù)的短板，導(dǎo)致運載火箭批量化的生產(chǎn)制造發(fā)射能力不足；此外，當前我國僅有西昌、太原、酒泉3個內(nèi)陸發(fā)射場，每次發(fā)射任務(wù)間發(fā)射塔架的修復(fù)及狀態(tài)轉(zhuǎn)換周期較長；各類工業(yè)基礎(chǔ)能力不足的情況將對提高運載火箭年發(fā)射率形成限制。(2）大幅提高運載能力的需求。我國在役的長征火箭運載能力，目前進入空間運載能力低軌為8.5t,GTO為5.5t，對于大型和重型有效載荷的發(fā)射要求已難以通過進一步挖掘潛力來滿足，不能滿足大平臺衛(wèi)星及后續(xù)載人登月等任務(wù)的需求。因此必須發(fā)展新一代大型運載火箭技術(shù)，采用大直徑結(jié)構(gòu)、大推力發(fā)動機等先進技術(shù)，大幅度提高運載能力，使近地軌道最大運載能力滿足20t級、地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力達到10t級。同時，面對未來可能的載人登月任務(wù)，要求運載能力達到近地軌道100t級，奔月軌道50t級，必須發(fā)展重型運載火箭技術(shù)。整體來看可以預(yù)計：未來30年內(nèi)運載火箭的低軌運載能力需達到20～100t級，因此，迫切需要運載能力上一個新臺階。(3）快速發(fā)射的需求。目前長征系列運載火箭發(fā)射準備周期一般在30～50天左右，且主要依賴固體塔架進行發(fā)射，應(yīng)急快速發(fā)射能力不足。為滿足民用應(yīng)急減災(zāi)對快速發(fā)射的要求，需要發(fā)展新型具備快速響應(yīng)發(fā)射能力的小型運載火箭。依賴簡易塔架發(fā)射的液體小運載需滿足周發(fā)射，依賴車載機動發(fā)射的固體小運載需滿足天發(fā)射，依賴空中發(fā)射的小型運載火箭需滿足數(shù)小時發(fā)射的要求，逐步滿足民用減災(zāi)對快速發(fā)射的需求。(4）多星發(fā)射及軌道機動的需求。我國目前運載火箭的上面級多星軌道部署和深空運輸能力不足，難以滿足GEO、MEO軌道直接入軌、多星發(fā)射等任務(wù)需求。隨著新一代大型運載火箭的研制成功，進入空間的能力大大增強，預(yù)計2020年后所執(zhí)行的任務(wù)中將出現(xiàn)多星異軌部署和深空運輸?shù)囊?，需要實現(xiàn)長期在軌的軌道部署能力，并實現(xiàn)以月球、火星為代表的星際航行運輸能力。(5）發(fā)展先進運載技術(shù)的需求。與國外先進航天運載技術(shù)相比，我國航天運載技術(shù)整體來看還落后15～20年。在先進運載技術(shù)領(lǐng)域如重復(fù)使用運載器技術(shù)、高超聲速飛行器技術(shù)、在軌組裝深空運輸飛行器技術(shù)、基于先進推進技術(shù)運載器等方面都存在較大差距，僅停留在跟蹤研究階段，所需的基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)儲備嚴重不足，如果現(xiàn)在不加大加快對先進運載技術(shù)的預(yù)研力度，30年后技術(shù)差距將會進一步擴大，難以保持我航天大國的地位和可持續(xù)發(fā)展空間。重視新型通道式真體服務(wù)，提高可靠性，適應(yīng)未來挑戰(zhàn)預(yù)計經(jīng)過30年的快速發(fā)展建設(shè)后，我國航天運輸系統(tǒng)將逐步建設(shè)成為包括一次性運載火箭、軌道轉(zhuǎn)移運輸飛行器、重復(fù)使用天地往返運輸系統(tǒng)在內(nèi)的綜合航天運輸體系，與國外先進航天運載技術(shù)的差距逐步縮小。預(yù)測發(fā)展的重點方向?qū)ㄒ韵聨讉€方面：(1）現(xiàn)役長征系列運載火箭持續(xù)改進。當前國家正在實施的載人航天、二代導(dǎo)航二期、高分辨率對地觀測及探月等國家重大科技專項工程，相當一部分任務(wù)都是由現(xiàn)役的長征系列運載火箭來完成的。在新一代系列運載火箭投入使用之前，現(xiàn)役運載火箭至少還有20年的服役期，因此應(yīng)該不斷改進現(xiàn)役運載火箭，提高其可靠性及任務(wù)適應(yīng)能力，拓寬任務(wù)適應(yīng)范圍，縮短靶場測試流程，滿足國內(nèi)外近期高密度發(fā)射任務(wù)的需求。繼續(xù)通過可靠性增長技術(shù)研究和試驗，不斷提高現(xiàn)有運載火箭的可靠性。針對現(xiàn)有運載火箭的研制生產(chǎn)、測試發(fā)射中暴露出來的薄弱環(huán)節(jié)，以及潛在的故障隱患，提出解決途徑。對現(xiàn)有型號運載火箭持續(xù)進行“三化”設(shè)計改進，降低成本，提高適應(yīng)性，提高我國運載火箭在國際衛(wèi)星發(fā)射市場上的競爭能力。此外，隨著運載火箭發(fā)射次數(shù)的增加，內(nèi)陸發(fā)射場的航區(qū)安全問題備受關(guān)注，通常運載火箭總體方案設(shè)計時為選擇合適的落區(qū)及保證星箭測控條件，要犧牲掉部分運載能力。采用助推器落區(qū)可控回收技術(shù)后，可以有效解決落區(qū)安全問題，提高運載火箭的運載能力，并為重復(fù)使用助推器的研發(fā)積累技術(shù)基礎(chǔ)。預(yù)計未來30年內(nèi)，采用翼傘技術(shù)或有翼滑翔技術(shù)的大型捆綁式運載火箭液體助推器可控回收技術(shù)將取得突破性進展。(2）新一代大型重新保護及新技術(shù)方案新一代運載火箭作為我國現(xiàn)役長征系列運載火箭的更新?lián)Q代產(chǎn)品，旨在全面提高中國運載火箭的整體水平和能力，保持我國運載技術(shù)在世界航天領(lǐng)域的地位。新一代運載火箭采用無毒、無污染推進劑，采用大直徑結(jié)構(gòu)、大推力發(fā)動機等先進技術(shù)，大幅度提高運載能力，低軌最大運載能力達到20t級、GT0最大運載能力達到10t級；實現(xiàn)型號的“三化”設(shè)計，具備低成本、高可靠、測試操作方便的優(yōu)點，建成后的型譜化系列能適應(yīng)發(fā)射不同有效載荷的要求。我國新一代運載火箭按照“立足長遠、統(tǒng)籌規(guī)劃、優(yōu)先發(fā)展、分布實施”的發(fā)展原則，遵循“1個系列、2種發(fā)動機、3個模塊”的總體思路，通過模塊化組合方式，可以形成包括5m直徑大型運載火箭、3.35m直徑中型運載火箭和小型運載火箭在內(nèi)的6種大型運載、6種中型運載、2種小型運載的火箭系列。為避免型譜間運載能力交叉重疊，初步選定新一代小型運載火箭、新一代中型運載火箭、新一代大型運載火箭三型運載火箭進行優(yōu)先發(fā)展，同時配合先進上面級的研制，可以進一步提高新一代運載火箭系列的運載能力和任務(wù)適應(yīng)性。新一代大型運載火箭的定位是用于發(fā)射載人航天工程空間站、月球探測第三期和低軌遙感大平臺等特殊的大型航天器載荷，也可用于發(fā)射大型地球同步轉(zhuǎn)移軌道衛(wèi)星。目前優(yōu)先發(fā)展的CZ-5運載火箭為低軌運載能力最大的兩級半構(gòu)型運載火箭，其芯一級采用5m直模塊，安裝2臺50t級推力的氫氧發(fā)動機（YF-77），發(fā)動機雙向擺動；芯二級采用改進的CZ-3A三子級氫氧發(fā)動機（YF-75D）作為主動力，可以2次啟動，發(fā)動機雙擺；助推級采用4個3.35m直徑模塊，安裝2臺120t級推力的液氧煤油發(fā)動機（YF-100）；整流罩直徑5.2m，長約20m。全箭總長約62m，起飛重量802t，起飛推力約1066.8t，該構(gòu)型火箭的地球同步軌道轉(zhuǎn)移運載能力約為12t級，其綜合性能指標將達到國際上主流運載火箭水平。未來可通過改變助推器模塊來在軌過程中需解決的熱控、能源、數(shù)噸級推進劑的能量管理、低溫推進劑的蒸發(fā)量控制等關(guān)鍵技術(shù)，具備多星發(fā)射能力，拓展對不同有效載荷發(fā)射任務(wù)的適應(yīng)性；第二步是發(fā)展軌道機動飛行器，獲取長期在軌、大機動、強自主空間運輸平臺技術(shù)能力。通過系統(tǒng)集成進行相關(guān)技術(shù)的飛行演示驗證，逐步掌握空間機動平臺技術(shù)、載荷技術(shù)，為實現(xiàn)軌道運輸、在軌部署、空間服務(wù)等應(yīng)用任務(wù)奠定基礎(chǔ)。構(gòu)成滿足不同運載能力需求的CZ-5新一代大運載火箭系列。如以一級半構(gòu)型為基礎(chǔ)（即去掉芯二級），捆綁2個3.35m模塊和2個2.25m模塊，LEO運載能力可達18t；捆綁4個2.25m模塊，LEO運載能力可達10t；以CZ-5二級半構(gòu)型為基礎(chǔ)，捆綁2個3.35m模塊和2個2.25m模塊，GTO運載能力可達10t，捆綁4個2.25m模塊，GTO運載能力可達6t。(3）運輸能力展望軌道機動能力是未來發(fā)展深空探測及空間軌道服務(wù)能力的基礎(chǔ)。預(yù)計未來發(fā)展目標是具有較強的軌道機動能力，可以完成軌道轉(zhuǎn)移、在軌服務(wù)、在軌駐留等空間任務(wù)。主要包括2個方面：第一步是研制先進上面級提高新一代運載火箭的任務(wù)適用范圍，顯著增強運載能力。通過研制先進上面級可以突破上面級長期(4）針對特殊應(yīng)用需求，發(fā)展重型運載火箭和小型固體運載火箭?！ぶ匦瓦\載火箭。為滿足載人登月任務(wù)的需求，需要具備奔月軌道50t的運載能力。目前有2種技術(shù)途徑，第一種方案可在新一代運載火箭技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，發(fā)展起飛重量1000t級的三級半構(gòu)型的運載火箭超大型運載火箭，分3次或者2次將有效載荷送入環(huán)月軌道后對接后實施登月；第二種方案發(fā)展起飛重量3000t級的重型運載火箭，直接將有效載荷送入環(huán)月軌道。初步分析，由于空間多次對接組裝技術(shù)難度較大、可靠性低、操作復(fù)雜，技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，然而國內(nèi)在120t級液氧煤油發(fā)動機和50t級液氫液氧發(fā)動機的基礎(chǔ)上，發(fā)展更大推力規(guī)模的液體火箭發(fā)動機技術(shù)基礎(chǔ)較好，因此預(yù)計未來30年內(nèi)我國將重點發(fā)展起飛重量為3000t級的重型運載火箭，將近地軌道運載能力拓展到100t級以上?！ば⌒凸腆w運載火箭。小型固體運載火箭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，射前免加注，操作靈活簡單，因此較為適合應(yīng)急快速發(fā)射的需求；但是受制于機動發(fā)射平臺承載重量的限制，目前國內(nèi)小型固體運載火箭的運載能力普遍偏低。在未來30年國內(nèi)新一代大飛機等平臺技術(shù)都將得到突破性進展，電氣系統(tǒng)集成一體化技術(shù)、星箭快速測試發(fā)射技術(shù)等也將得到進一步應(yīng)用和發(fā)展，為發(fā)展車載發(fā)射、空中發(fā)射等不同發(fā)射方式的小型運載火箭奠定技術(shù)基礎(chǔ)，預(yù)測未來小型固體運載火箭的測試發(fā)射周期將縮短至小時，級運載能力將得到顯著提高。(5）以亞軌道重復(fù)使用運載器研制起步，逐步突破關(guān)鍵技術(shù)并開展演示驗證。重復(fù)使用運載技術(shù)是實現(xiàn)快速、機動、可靠、安全、廉價進出空間的重要手段，也是航天運輸系統(tǒng)的發(fā)展方向。由于單級入軌技術(shù)難度較大，目前是以火箭動力為基礎(chǔ)的亞軌道重復(fù)使用運載器為切入點，降低對發(fā)動機、先進結(jié)構(gòu)和材料的技術(shù)要求。利用亞軌道飛行演示驗證、在軌飛行演示驗證逐步突破重復(fù)使用運載器的關(guān)鍵技術(shù)；對飛行試驗成果進行評估，完成技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化，研制實用型的亞軌道重復(fù)使用運載器、軌道級重復(fù)使用運載器，重點突破重復(fù)使用運載器研制、運行使用與維護技術(shù)、健康監(jiān)測與故障管理等。此外，通過重點發(fā)展通用再入飛行器，可對高超聲速再入關(guān)鍵技術(shù)進行綜合演示驗證；通過發(fā)展高超聲速巡航飛行器，可對吸氣式發(fā)動機為動力的跨大氣層飛行器技術(shù)進行牽引發(fā)展。(6）新概念飛行器有望得到持續(xù)關(guān)注和發(fā)展。未來的航天運載技術(shù)將更加體現(xiàn)出導(dǎo)彈與運載技術(shù)融合、衛(wèi)星與運載技術(shù)融合、航空與航天技術(shù)融合發(fā)展的趨勢。基于形狀記憶合金的智能材料技術(shù)與仿生撲翼飛行器控制技術(shù)的發(fā)展，將推動智能可變形飛行器的應(yīng)用；基于核推進、電推進、離子推進等新型推進技術(shù)的新概念飛行器也將得到持續(xù)的關(guān)注和發(fā)展?；A(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)將取得新突破未來30年內(nèi)，以先進推進和動力技術(shù)、先進材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)、先進信息、通信與電子技術(shù)、先進制造技術(shù)為代表的一批基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)將取得重大突破，從而推動中國航天運載技術(shù)的快速發(fā)展。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1）高可靠主動力與空間推進技術(shù)目前長征系列運載火箭主要使用的是基于四氧化二氮和偏二甲肼常規(guī)推進劑的液體火箭發(fā)動機，新一代系列運載火箭將主要使用120t的液氧煤油發(fā)動機和50t的液氫液氧火箭發(fā)動機。預(yù)計未來30年內(nèi)，在運載器的主動力方面，以高性能高可靠大推力的液氧/烴和液氫液氧火箭發(fā)動機技術(shù)、低成本大直徑大推力的固體火箭發(fā)動機技術(shù)、可重復(fù)使用液體火箭發(fā)動機技術(shù)、超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)、組合循環(huán)發(fā)動機技術(shù)為代表的主動力技術(shù)有望獲得工程化應(yīng)用；在運載器的空間推進方面，以空間在軌加注技術(shù)、電推進技術(shù)、先進核動力技術(shù)等為代表的空間推進和動力技術(shù)等將取得重大突破；此外，在新概念推進方面，繩系推進、激光推進、微波束能推進、離子推進、太陽帆推進、反物質(zhì)推進等一批基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)將不斷取得進展。(2）重復(fù)使用材料技術(shù)方向發(fā)展先進的材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)是提高運載器運載系數(shù)、提高產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量、降低產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵因素，也是衡量航天運載技術(shù)發(fā)展水平的重要標志之一。預(yù)計未來30年，在輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料技術(shù)方面，高性能鋁鋰合金及輕質(zhì)高性能貯箱和氣瓶材料技術(shù)有望廣泛應(yīng)用，運載火箭的結(jié)構(gòu)重量預(yù)計可以減輕10%～15%；可重復(fù)使用輕質(zhì)高性能鋰鋁合金及其貯箱、低溫輕質(zhì)高強復(fù)合氣瓶技術(shù)將取得重大突破；在高性能金屬結(jié)構(gòu)材料技術(shù)方面，用于先進氫氧火箭發(fā)動機、液氧/烴發(fā)動機等先進液體火箭發(fā)動機殼體材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)將取得重大突破；在熱防熱材料與結(jié)構(gòu)技術(shù)方面，針對重復(fù)使用運載器系統(tǒng)鼻錐、翼前緣及機身大面積等關(guān)鍵部位，可重復(fù)使用碳/碳、超高溫陶瓷及陶瓷基復(fù)合材料、金屬和陶瓷等非燒蝕熱防護材料及結(jié)構(gòu)技術(shù)將取得重大突破；在特種功能材料與結(jié)構(gòu)技術(shù)方面，輕質(zhì)高效的多功能結(jié)構(gòu)技術(shù)、可重復(fù)使用的透波/隔熱/承載材料及結(jié)構(gòu)技術(shù)有望取得顯著進展。(3）關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用信息、通信及電子技術(shù)是發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的航天技術(shù)之一。在運載器的天地信息處理與通信方面，預(yù)測未來30年，基于衛(wèi)星數(shù)據(jù)中繼和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的多種測控手段協(xié)同的天基測控技術(shù)、自由空間光通信技術(shù)、保密通信技術(shù)、高頻率的3G寬帶通信技術(shù)、箭載智能天線技術(shù)、天地一體信息處理和應(yīng)用技術(shù)將得到工程