亟待攻克的运载火箭及其发动机核心技术
葛明龙 葛佳
前言
我国重型运载火箭长征九号即将立项的消息一经传出，关心我国航天事业发展的航天迷们充满期待。但美国太空探索技术公司SpaceX建造的猎鹰重型火箭成功首飞后，大家又把赞赏的目光投向这家新兴的民营航天企业。中美两国的运载火箭发展格局究竟怎样？运载火箭及其发动机的核心技术是什么？我国该如何走一条自己的运载火箭发展之路？笔者以航天技术人员的视角，试图找到答案，以飨读者。
作为第一代航天人的第一作者，先行研究提出了无毒双组元推进剂系列火箭推力室、三组元推进剂推力室、切换燃料推力室、空天发动机等发明。第二作者是正参与研制新一代运载火箭的新一辈航天人。我们发表自己的看法主要是为了能"提高关键核心技术创新能力"，利于攻克运载火箭及其发动机核心技术。
1. 中美两国的运载火箭发展格局
1.1 美国宇航局的载人登月用土星-5运载火箭
早在1969年，美国宇航局NASA研制的土星-5运载火箭把阿波罗11号飞船送往月球轨道，实现载人登月。
直径10米和长度42米的一级火箭用五台单机推力680吨的F-1液氧煤油发动机推进。直径10米和长度25米的二级火箭用五台单机推力89吨的J-2液氧液氢发动机推进。直径6.6米和长度18.8米的三级火箭用一台J-2液氧液氢主发动机推进。火箭总长度110.6米，起飞质量3038.5吨，月球轨道载荷45吨，近地轨道载荷118吨。F-1的燃烧室压力为较低的6MPa，J-2的室压也较低，都采用简单的气体发生器循环系统。用可靠的隔板抑制??稳定燃烧，技术难度较小。F-1的海平面比冲263秒，J-2的真空比冲421秒。
美国土星-5运载火箭
从肯尼迪总统1960年决策，到1969年实现首次载人登月，仅仅用了9年时间。这种令人难以置信的高速度反映出美国航天的高效率和高水平。阿波罗飞船载人飞行11次。共将24名宇航员送往绕月飞行轨道并安全返回，其中登月共12人。这种让人信服的成就体现了美国航天的高可靠性。整个载人登月工程仅耗费了当时的257亿美元，说明美国航天注重经济性。
美国人阿姆斯特朗于1969年实现人类首次登月
1.2 美国宇航局的载人登火星用SLS Block2运载火箭
NASA设计的太空发射系统(Space Launch System，简称SLS)Block2运载火箭是用单机推力1542吨的两个巨型固体火箭发动机助推(也在考虑改用液体火箭发动机推进)。芯级火箭则用四个单机推力226.8吨的RS-25高压补燃液氧液氢发动机推进，真空比冲452秒。这两种发动机是发射航天飞机用发动机的改型，技术继承性好。二级用一台133吨推力的J-2X液氧液氢主发动机，真空比冲448秒。芯级火箭直径8.4米，运载火箭总长度122米，起飞质量2951吨，近地轨道载荷130吨。该火箭计划于2024年首飞，进行不载人登火星飞行若干年，然后再进行载人登火星飞行。
美国SLS Block系列火箭
1.3 美国民营SpaceX公司的猎鹰重型火箭(FHR)和大猎鹰火箭(BFR)
猎鹰重型火箭(Falcon Heavy Rocket简称FHR)是一款由SpaceX建造的可重复使用运载火箭，于2018年2月7日成功发射。这种具有载人绕月飞行能力的火箭，一级是由三个猎鹰9号火箭一级并联而成。打破常规共并联27个单机推力86吨(两侧火箭)和81.3吨(中心火箭)的梅林-1D液氧煤油发动机。二级火箭也用真空推力93.2 吨的梅林-1D发动机。该发动机釆用较高室压9.7MPa的气体发生器循环系统，海平面比冲282秒，真空比冲311秒。具有与一级火箭垂直降落回收和二级提高推进性能相适应的40%~100%节流变推力能力。两侧火箭先行熄火、分离和垂直降落回收。间隔30秒后中心火箭熄火，与二级分离和垂直降落回收。重复使用次数开始只有一次，现正在努力争取不少于10次。该火箭的直径3.66 米，总长度70米，总宽度12.2米，起飞质量1421吨，起飞推力2280吨，近地轨道载荷63.8吨。
在FHR基础上又设计了大猎鹰火箭(BFR)，可完全重复使用，起飞质量4400吨，近地轨道载荷150吨。是由火箭部分和运输仓组成。火箭直径9米，由31台猛禽Raptor发动机推进。结构质量85吨和外部有可重复使用隔热罩的运输仓，用6台猛禽Raptor发动机推进。运输仓有效体积825立方米，大于A380客机的体积。除行李舱、厨房和太阳能风暴辐射防护所外，客舱内可搭载80~200名参加太空游的旅客。BFR还要求在轨道上能进行加注燃料。
美国大猎鹰火箭(BFR)假想图
1.4 美国民营SpaceX公司的登上和殖民火星用星际运输系统ITS
星际运输系统ITS(全称Interplanetary Transport System)很庞大和很先进，是SpaceX为载人登上火星和殖民火星而设计的。最早2025年实现载人登陆火星。大火箭ITS Booster长77.5米，直径12米，结构质量275吨，推进剂质量6700吨，起飞推力13062 吨。共并联42个猛禽Raptor海平面发动机。大飞船ITS Lander长49.5米，直径12米，最宽处17米，结构质量150吨(客)或90吨(货)，推进剂质量1950吨(客)或2500吨(货)，真空推力3161吨。共并联8个猛禽Raptor发动机，其中真空发动机5个和海平面发动机3个。ITS的总长度122米，近地轨道载荷300吨(客)或380吨(货)。大火箭和大飞船最终垂直降落回收，火箭重复使用1000次，飞船重复使用20次。
猛禽Raptor发动机使用液氧甲烷推进剂，采用高压补燃系统，室压高达30MPa。单个海平面发动机海平面推力311吨，海平面比冲322.5秒。单个真空发动机真空推力357吨，真空比冲高于348.3秒。发动机具有20%~100%节流变推力能力。
美国星际运输系统ITS登陆火星假想图
1.5 中国运载火箭的发展之路
中国运载火箭技术研究院和航天动力研究所分别成立于1957年11月和1958年4月。在钱学森、任新民，屠守鄂等著名专家的领导下，经过第一代航天人的共同努力，中国的运载火箭及其发动机技术发展很快。从1960年至1968年，完成了八年四弹(DF-1、2、3 和 4 )的光荣任务，并开始DF-5洲际导弹的研制。1970年4月，DF-4加固体三级成为长征一号运载火箭，把中国第一颗人造卫星送上天。1980年5月， DF-5飞向太平洋。
DF-5后来发展成长征二号运载火箭。研制成功液氧液氢发动机后，DF-5加氢氧第三级成为长征三号运载火箭。DF-5加新研制的可储存推进剂第三级，成为长征四号运载火箭。截止2018年7月31日，中国长征系列运载火箭已发射282次，成功率达97%以上，居世界先进水平。尤其是用金奖发动机推进的神箭，把14人次的航天员推送上天并平安返回，令世界瞩目。
中国第二代航天人承前启后，经过十多年努力，成功研制新一代运载火箭长征五、六、七号等。近地轨道载荷最大为25吨。并联用单机是先进的120吨推力高压补燃液氧煤油发动机和50吨推力液氧液氢发动机。
中国的"大火箭"-长征五号
可垂直降落回收重复使用的长征八号运载火箭正在研制，预计2021年飞行试验。可水平降落回收重复使用的有翼火箭也在研制，预计2020年飞行试验。
中国重型运载火箭长征九号已完成设计并正在进行关键技术攻关。火箭总长度93米，起飞质量4000多吨，起飞推力接近6000吨，近地轨道载荷140吨。用于载人登月、登陆火星、空间太阳能电站等。芯级火箭直径10米，四个助推火箭直径5米，并联用单机分别是200多吨推力氢氧发动机和500吨推力高压补燃液氧煤油发动机。
数十吨推力的液氧甲烷发动机作为预研型号也已研制出来。
中国运载火箭及其发动机的成就有目共睹，中国成为了世界航天大国。但是，中国与世界航天强国美、俄的差距明显，尤其是与美国的差距更大。简而言之，美国在四十九年前就完成载人登月，中国至少还得十年经过努力才能实现这一目标。中国亟待攻克运载火箭及其发动机核心技术，努力赶超世界先进水平，争取尽早从航天大国转换成航天强国。
2. 运载火箭的核心技术
2.1 重型运载火箭技术
研制出重型运载火箭是世界航天強国的标志。近地轨道载荷多于100吨是世界各国公认的重型运载火箭标准。美国宇航局NASA的土星-5运载火箭和SLS Block2运载火箭，美国民营SpaceX公司的大猎鹰火箭(BFR)和星际运输系统(ITS)，前苏联的能源号重型运载火箭都符合该标准。尤其是星际运输系统(ITS)的近地轨道载荷设计值高达300吨(客)或380吨(货)，如研制出来将可以载人登上和殖民火星。
即将正式立项和研制的中国长征九号运载火箭也是一种重型运载火箭。如研制成功投入使用，将是中国从航天大国转换成航天强国的标志。
中国新一代运载火箭型谱
重型运载火箭技术主要是直径10米左右的大箭体和大贮箱技术。还有共底贮箱技术、三贮箱技术、有翼运载火箭技术、垂直降落减震支架技术、在轨加注燃料技术等。
重型运载火箭要用总推力在3000吨以上的发动机。要有远程控制运载火箭按预定轨道和姿态飞行及降落回收的技术。要有遥测系统的地面站和遥测船的技术。要有电气系统的集成一体化等技术。在材料和工艺方面的核心技术更多，比如铝锂合金应用技术、碳纤维替代金属技术、蠕变成形技术、大直径旋压底技术等。
正在探索研究的金属氢等高能技术如能实现，可用作未来的火箭燃料，将会使运载火箭的性能产生飞跃提高。核反应堆小型化技术如能取得实际突破，将出现核动力运载火箭。这些技术都会引起航天变革，影响极大。
2.2 运载火箭多次重复使用技术
美国民营SpaceX公司的猎鹰9号火箭和猎鹰重型火箭(FHR)开启了运载火箭回收重复使用的先例。运载火箭回收重复使用是降低火箭发射成本的主要手段。运载火箭重复使用次数越多，经济效益越好。重复使用200至1000次已在考虑之中，将会使运载火箭发射成本降低到1%水平或更低。这样才能大幅度降低卫星发射价格，才能使月球和火星的开发在经济上承担得起，才能使太空旅游普及到富裕民众。
运载火箭垂直发射垂直降落回收是当前的热门。除猎鹰火箭外，美国蓝色起源Blue Origin公司于2018年4月30日成功发射的新谢泼德火箭也实现垂直降落回收。但是，运载火箭垂直降落回收的技术难度很大，不容易成功。猎鹰9号火箭的回收经历了多次失败。猎鹰重型火箭在成功回收两侧火箭的同时仍有中心火箭回收失败。我国在研制和试验长征八号运载火箭时，对此要有充分的思想准备。要努力创新进行改进，并及时申请相关专利。
运载火箭垂直发射水平降落技术难度较小，回收可靠性高，着陆平稳和回收次数增多。美国宇航局 NASA研制的航天飞机、X-37B空天飞机和将于2020年发射的XS-1试验太空飞机都是采用这种回收方式。中、俄、日等国也都在积极研究这种回收方式。计划于2020年首飞的中国空天飞机采用一级背着二级的设计，能实现一、二级有翼运载火箭的全部回收。
中国未来的空天飞机假想图
源于英国云霄塔火箭的水平起飞水平降落运载火箭及其吸气与火箭组合式发动机(复合预冷发动机)，是最先进的空天飞行器及其发动机，计划重复使用200次。英、美、中、日等国都在积极研究这种单级入轨或双级入轨和全部回收的有翼火箭及其发动机。由于技术难度很大，各国分别研究了几年或几十年，都没有达到实用试验阶段。中国的单级入轨火箭计划于2030年试飞。
由于运载火箭多次重复使用技术面广和难度较大，需消耗回收用推进剂或设置机翼，可靠性随着重复使用次数的增加而降低，美国SLS Block2运载火箭和中国长征九号运载火箭仍然选择一次性使用。这样可以像土星-5运载火箭那样规格不太大、技术相对简单和继承性好，能可靠载人登月登火星。
2.3 芯级火箭和一、二级分置火箭技术
用液氧液氢发动机推进的芯级火箭是一、二级合而为一的火箭及其发动机，比冲性能最高。缺点是液氢密度大约只有水的十四分之一，致使芯级火箭直径会大到10米左右，贮箱和箭体大和重且较难制造。芯级火箭发动机通常是助推火箭发动机工作时间的三倍左右，使得这种发动机难以达到高可靠性数值和有多的重复使用次数。美国SLS Block2运载火箭和中国长征九号运载火箭都是一次性使用，因而都选用大型芯级火箭，是合理的。
美国猎鹰9号火箭和猎鹰重型火箭都是用梅林-1D液氧煤油发动机的一、二级分置火箭。大猎鹰火箭和星际运输系统ITS都是用猛禽Raptor发动机的一、二级分置火箭。这种用单一发动机的一、二级分置火箭技术简单适用，继承性好，也是合理的。
肯定了这两种火箭的合理性，大液氢贮箱核心技术的攻克就必须安排或无需安排。其它核心技术的攻克也会有??同的侧重面。
2.4 液体火箭和固体火箭技术
迄今为止，世界各国的运载火箭几乎都是液体火箭。但是，随着大直径固体火箭发动机的发展，固体火箭可用作一次性使用运载火箭的主要部分乃至全部。美国早就研制成功1000吨推力的固体火箭发动机，且并联两个用于发射航天飞机。SLS Block2运载火箭的主设计方案，是用两个1542吨推力的巨型固体火箭发动机作为助推火箭。近日报道，欧盟的560吨推力固体火箭发动机热试车成功，也准备用于运载火箭。由于固体火箭发动机结构简单、制造成本要低些和使用方便，所以发展固体火箭也是一种趋势。
鉴于美国挑战者号航天飞机因固体火箭发动机故障造成发射失败和七名乘员阵亡，务必要注意和保证固体火箭的可靠性。考虑到液体火箭发动机通过髙工况和数倍于额定工作时间的长程热试车，可以加权可靠性数值，用较少次数热试车取得高可靠性，大大缩短研制周期和降低研制成本。还考虑到运载火箭及其发动机多次重复使用是发展方向。所以认为运载火箭还是要以液体火箭为主和固体火箭为辅。
液体火箭和固体火箭有各自的一些不同核心技术，都要认真对待和努力攻克。
3. 液体火箭发动机的核心技术
3.1 提高可靠性是根本性和综合性核心技术
液体火箭发动机是运载火箭的心脏，在高温高压和振动大的恶劣条件下工作，再加上多机并联使用和面对多次重复使用的要求，非常需要提高可靠性。
多机并联和多次重复使用发动机的可靠性可用以下简单公式进行估算：
A = B^cd
式中：A 为并联发动机可靠性 B 为单个发动机可靠性
c 为单机并联数 d 为重复使用第几次工作
^ 为指数符号
目前国内外液体火箭发动机的可靠性水平B=0.999。对于我国以往最多的单机并联数C=10和一次性使用D=1，由该式算出并联发动机可靠性A=0.990。对于27机并联的美国猎鹰重型火箭，首飞的A=0.973，重复使用第二次工作的A=0.947，重复使用第五次工作的A=0.874。这样的可靠性对于载人飞行是不够的。最近暂时取消猎鹰重型火箭的载人绕月飞行任务是有道理的。
如果单机可靠性提高到B=0.9999，常规的最多单机并联数C=12，重复使用第5~10次，并联发动机可靠性A=0.994~0.988。对于27机并联的美国猎鹰重型火箭，重复使用第3~5 次，并联发动机可靠性A=0.992~0.987，有较大提高。
如果单机可靠性提高到B=0.99999，常规的最多单机并联数C=12，重复使用第50~100次，并联发动机可靠性A=0.994~0.988。对于42机并联的美国ITS Booster大火箭。重复使用20~30次，并联发动机可靠性A=0.992~0.987。
这些数据表明，单个发动机可靠性从0.999提高到0.9999至0.99999是必要的。提高可靠性是多机并联和多次重复使用的基础，是根本性核心技术。
单个发动机可靠性提高到0.9999至0.99999的办法是简化结构，减少零件数，降低技术难度；选用冷却性能好的再生冷却剂，加大内冷却剂流量；降低燃烧室温度和气体发生器温度；提高减振抗振水平；选用抗疲劳的新材料；考虑到有自动检测故障的冗余设计；从难从严热试车；严格质量管理。所以说，提高可靠性是综合性核心技术。
单个发动机可靠性提高到0.9999至0.99999甚至更高，这可不是简单的事，要下苦功夫。要真正把质量和可靠性放在第一位置。如果为此需要降低比冲性能，也在所不惜。
中国金奖发动机推进神箭升空
3.2 发动机多次重复使用技术
液体火箭发动机以往几乎都是一次性使用。随着运载火箭多次重复使用的发展需要，亟待攻克发动机多次重复使用的核心技术，使发动机具备多次重复使用能力，并且尽可能增加重复使用次数。
发动机的推力室、涡轮泵、气体发生器、阀门和自动器、总装和摇摆组件、系统元件及其它零件，都需要显著提高可靠性和大大延长寿命，都要能承受回收着陆时的冲击。
对于产生推力且是主要振源的推力室，要重点解决与高温高压燃烧相关的传热和再生冷却问题及有效抑制不稳定燃烧问题。
以液氧为氧化剂和以煤油、甲烷、液氢等为燃料的推进剂，燃烧温度高达3200至3500摄氏度，传热和再生冷却的难度大。煤油的再生冷却性能有限和易结焦，液氧煤油推力室能重复使用10次就不错。甲烷比煤油好，但毕竟仍是碳氢燃料，液氧甲烷推力室能重复使用25次就很好。液氢再生冷却性能好，但相对于液氧的比例少，液氧液氢、三组元、切换燃料等推力室能重复使用50次应为上限。
应当指出，美国SpaceX公司用甲烷取代煤油用于猛禽Report发动机。这是一种好的选择，但不是必须的选择，也不是最佳的选择。因为液氧甲烷发动机用于助推和一级火箭的密度比冲低于液氧煤油发动机，用于二级和上面级火箭的真空比冲低于液氧液氢发动机。一种使用氢氧煤油燃料的三组元发动机，密度比冲与液氧甲烷相当，比冲高于液氧甲烷。重复使用次数可达50次。缺点是多一路燃料供应系统。
新提出的中等浓度70%~79%过氧化氢煤油或NHMF燃料或液氢或切换燃料推力室，使用方便的无毒可储存推进剂，燃烧温度只有1958至2277摄氏度。过氧化氢的再生冷却性能好和流量大。这些推力室有望重复使用200次。
几种新推力室是专为研制多次重复使用发动机而提出。继承和发扬金奖发动机结构较简单、用再生冷却隔板、可靠性高等优点。采用排放再生冷却隔板可有效抑制不稳定燃烧。
3.3 发动机并联数多少和单机推力大小的相关技术
上面的公式表明，在并联发动机和单机的可靠性都一定的前提下，单机并联数与重复使用次数的乘积为常数。为了增加重复使用次数和提高工作可靠性，液体火箭发动机并联数宜用常规的不超过12台。像SpaceX公司那样取单机并联数为27、31和42也是可以的，但发动机重复使用次数只能取与煤油对应的10次和与甲烷对应的25次。火箭重复使用次数可以定 200 次乃至 1000 次，那就得中途多次更换用新的发动机。推力室可重复使用50次至200次，就可以减少这种更换次数，提高经济性。
在发动机总推力一定的前提下，单机并联数多就对应单机推力小，技术难度较小和易研制。核心技术重点在发动机并联技术。猎鹰重型火箭用27个批量生产的低成本梅林-1D发动机并联，再加用上回收重复使用的产品，火箭发射成本和报价有较大幅度降低。单机并联数少就对应单机推力大，技术难度会相应增加。核心技术重点在大推力发动机研制技术。几种新推力室也是为研制大推力发动机而提出，会使这种技术难度增加不太多。
美国猎鹰重型火箭(FHR)27机并联图
3.4 气体发生器循环与高压补燃系统技术
气体发生器循环简单和室压较低，技术难度较小和可靠性高，但比冲性能较低。全流量分级燃烧循环的高压补燃系统则相反。还有全流量分级燃烧循环的中压补燃系统比较折衷。在确保可靠性的前提下，采用那一种循环系统都可以。中国已经掌握高压补燃液氧煤油发动机技术，应当继续采用，保持高性能的优点。作为上面级液氧液氢发动机，影响真空比冲的主要因素是喷管面积比而与室压关系不大，用气体发生器循环或中压补燃系统完全可以。用于芯级火箭的液氧液氢发动机，为了高的推进性能，还是应当釆用高压补燃系统。
对于已掌握高压补燃液氧煤油发动机技术的我国而言，高压补燃核心技术主要关键是要适用于增大数倍推力，以及研制高压补燃液氧液氢或液氧甲烷发动机。
中国120吨级高压补燃液氧煤油发动机
3.5 节流变推力技术
SpaceX公司的火箭发动机具有20%至100%节流变推力能力，为此采用了适于节流的针栓式喷注器。这种设计主要是为了适应火箭垂直降落回收。对于一次性使用和火箭水平降落回收，70%至100%节流变推力足以适应并联发动机冗余设计，完全可用结构简单可靠的直流式喷注器。如果不采用并联发动机冗余设计，就不需要节流变推力，固定推力更简单。
4. 攻克运载火箭及其发动机核心技术要走自己的路
对于什么是运载火箭及其发动机的核心技术，美国国营机构与民营航天企业的认识有相同和不同之处。相同的是都要造重型载人登火星火箭及其总推力大的发动机。不同的主要是火箭规格大小和使用次数。NASA坚持火箭不太大和一次性使用，参照当年载人登月来载人登火星，技术上简单、可靠和继承性好。SpaceX坚持火箭要做大和很多次重复使用，是为了大幅度降低火箭发射成本，便于成规模长期开发火星。甚至想利用火星的二氧化碳和水生产液氧和甲烷，用作飞船返回地球的推进剂。
其它差別也不少，是分別用芯级火箭和一、二级分置火箭，用到和不用固体火箭，火箭水平降落回收和垂直降落回收，采用常规少的单机并联数和多的27至42机并联，单机推力大到680吨以上和小到357吨以下，分別用液氢和甲烷燃料，固定推力和20%至100%变推力。
美国国营机构与民营航天企业的不同做法各有利弊，相应的核心技术各有特点，都可以借鉴。值得关注的是俄罗斯总统普京最近强调，按计划于2028年试飞超重型运载火箭，并声称此举对维持俄罗斯国防实力具有重大意义。
总的来说，运载火箭及其发动机的核心技术是一种综合性先进技术，需要根据各自的指导思想和具体情况来进行侧重面不同的技术攻关。
中国需要缩小与美国的航天技术差距，但中国是一个发展中国家，不应该花大量钱跟着搞载人登火星工程。尤其是在对开发火星可行性意见不一致时。为了中国航天发展和加强国防建设，应当尽早正式立项和研制长征九号运载火箭及其发动机，实施载人登月工程和空间太阳能电站等项目。先一次性使用，如今后需要也可改进为多次重复使用。只有载人登月取得经验，将来才能有效实施载人登火星。
太空旅游是好项目。像美国大猎鹰火箭(BFR)那样开展正式的太空旅游，一是价格仍然较高，一般富裕民众承受不起；二是美国哥伦比亚号航天飞机从轨道再入大气层失事，又造成七名乘员殉职的阴影仍在。鉴于中国人出境游每年早已超过一亿人次，大众太空游会有好的市场前景。前提是确保安全可靠，成本降低到大批人能承受的程度。因此，宜结合超音速客机(高飞)研制亚轨道先期太空旅游飞机，可使乘客短时间体验失重和从50公里以上高度看地球和天空。为此需要开发有自主知识产权的空天发动机。这种发动机使用无毒可储存推进剂很方便，较小的技术难度利于开发。
除大的项目外，在技术发展上要继承和发扬我国的优良传统，结合中国特点认真学习外国的先进经验，自主创新，走自己的路。走自己的路要用两条腿，一条腿是在长征五号运载火箭基础上的放大和改进，另一条腿是有自主知识产权的创新。我国金奖发动机推力室设计采用了A、B方案制，结果结构较简单的B方案反而一试成功成为优选最终方案。这个经验应当用到长征九号发动机等新型推力室的研制中去。
结语
经过六十年发展，中国已从航天空白变成世界航天大国。中国的运载火箭及其发动机具有较高的技术水平。但是，中国与美、俄世界航天强国有显著差距。尤其与美国的差距相当大。
当前和今后相当长一段时间内，亟待攻克运载火箭及其发动机核心技术，缩小差距和努力赶超世界先进水平，实现从航天大国向航天强国的转换。
攻克核心技术一定要从国情和现状的实际出发，继承和发扬优良传统，努力学习别人的好做法并透过现象看本质，注重知识产权，努力创新走自己的路。
美国当年通过实施阿波罗登月计划集中发展了一批以航天技术、计算机技术、通信技术为主体的尖端技术。这些技术给美国带来长达几十年的经济繁荣。据NASA透露，即使在2003年哥伦比亚号航天飞机失事后，美国在载人航天上投入的每1美元仍能收到9美元的效益。
当前的问题是在世界上先行提出的航天动力自主创新没有资金支持，无法深入论证、试验、立项和开发。日前，我国从国家层面提出"提高关键核心技术创新能力"的规划。特别强调突破关键核心技术不仅需要调动科研人员的积极性，还需要创新资金等方面的支持。希望相关部门尽快提出具体举措，以落实关键核心技术创新能力的原创性突破。也希望中国的商业投资机构和和大企业家把握住这个好机遇，适时介入，为发展壮大我国的民营航天事业作贡献。
