航天器重复使用技术有哪些？

航天器的核心任务在于将其搭载的有效载荷送入宇宙空间内，有效载荷即飞船、飞船上搭载的仪器设备等科学实验工具。长久以来运载火箭及大部分飞船、卫星均属于一次性用品，或长久停留在宇宙空间中，或在再入大气层中烧毁，或以不可使用状态坠落地球成为残骸，相当于刚提的“豪车”试驾后就惨遭报废。一次性带来的的高成本限制了航天产业的规模和人类探索浩瀚宇宙的能力。那么，如今各类航天器的重复使用技术有哪些呢？

伞降回收-让航天器成为“空降兵”

最早诞生的航天器重复使用技术是在航天器上安装一个巨大的降落伞，利用大气层的阻力对返回段的航天器进行减速，从而使其在临近落地阶段在高度方向具备一个安全的下降速度，同时配备有气垫进行着陆缓冲。伞降回收技术的研究主要是为了载人航天任务中航天员的安全返回、重要仪器设备的回收和实验数据获取。典型代表为“阿波罗”飞船返回舱、“龙”飞船等一系列载人飞船。此外，伞降技术还被用于运载火箭助推级和芯一级的落区控制和回收中。

垂直起飞水平着陆-航天器与航空器的“混血儿”

伞降回收方式极大的限制了航天器重复使用的最大允许质量，且回收位置精度较低。垂直起飞-水平着陆技术指在发射到航天器入轨段采用传统的运载火箭工作方式，而在轨运行的航天器则被设计成类似飞机的外形，能够在再入大气层后利用空气动力进行机动和减速，并依靠跑道进行滑行着陆。典型代表为航天飞机，X-37B等。

垂直起飞垂直着陆-将火箭发射成本“打下去”

垂直起飞垂直着陆技术的诞生和成熟，使得运载火箭回归了航天运输工具的本质，在火箭发射任务“航班化”道路上迈出了重要一步。在运载火箭各子级的回收过程中，需要多次启动发动机并进行大范围的推力调节，从而对箭体进行减速和姿态位置调整，最终使其在着陆点能够保持竖直状态稳稳落地，着陆回收阶段的酷炫程度让人一度以为是“倒放”。此外，火箭末级回收还需要在可控状态下再入大气层，面对更严峻的大气环境。典型代表为SpaceX公司的猎鹰9号火箭、重型猎鹰和“星舰”。

水平起飞水平着陆-连接大气和太空的新桥梁

采用水平起飞水平着陆技术的飞行器（即空天飞机），可以理解为让航空器具备了往返宇宙空间和大气环境中的能力，其设计理念是利用飞机的起降方式，从跑道上一跃而起，先是用喷气发动机在大气层里狂飙，然后切换到火箭发动机，最终进入太空轨道。在完成任务后，它能以类似航天飞机的方式重返大气层，最终在地面跑道上降落，实现重复使用。空天飞机目前仍存在着材料、结构、动力等多方面的技术难题，仍处于“实验室版”阶段。

随着航天器重复使用技术的进步和发展，不仅能够大幅降低太空飞行的成本，还能加速太空旅游、卫星发射、空间站补给等领域的商业化进程，开启人类探索宇宙的新篇章。