在当前竞争激烈的全球商业发射市场中,欧洲的阿里安航天公司控制着近60%的发射市场,美国不到30%。据预测,1996～2010年,900kg以上的同步转移轨道(GTO)的卫星发射任务将达464次,平均每年有30多颗卫星要发射,商用卫星的质量仍然显现不断增大的趋势。面对如此巨大的商务发射市场,各航天大国都在千方百计地争夺国际航天商务发射市场,在保持现有运载火箭正常运营的同时,不断提出新方案及制订现有火箭的改进计划,进一步增大运载能力,降低成本。

为了保持美国在航天领域的霸主地位,夺取军事和商业航天主导权,1994年8月克林顿总统签署并颁布了新的国家航天运输政策。美国一方面维持并改进现有宇宙神、大力神、德尔它等一次使用运载火箭和航天飞机;另一方面加紧研制新型航天运载器,航宇局(NASA)负责执行重复使用运载器(RLV)技术计划,国防部(DOD)负责改进型一次使用运载火箭(EELV)计划,目的是大幅度降低发射费用、提高可靠性、简化操作,满足未来军用、民用和商业发射的需求。

欧洲目前投入使用的主要是阿里安4火箭,它采用传统的多级串联加捆绑构型,最大GTO的运载能力为4.2t,已达到该系列运载能力的极限,无论从技术上还是从经济上都不可能有所改善。为了适应今后空间运输任务的需求,欧空局于1988年开始研制低成本、高可靠性的大型多用途阿里安5火箭。阿里安5火箭除了能用于载人航天计划外,待将来技术成熟后还可替代现有的阿里安4火箭,用于发射各种应用卫星。不过,阿里安5火箭的近地轨道运载能力单一,为22t,不能发射比之更重的有效载荷。而对于中、小型有效载荷,其运载能力又显得太大。为此,欧空局已经考虑了两种增大运载能力的方案。为了适应各种等级有效载荷的发射需要,欧空局还考虑改进阿里安5火箭的部件并用这些部件组成一个运载火箭系列。为了进一步降低未来欧洲空间运输费用,满足今后的发展需求,欧空局还在研究未来重复使用的单级入轨运载器及其飞行验证机。

苏联解体后,俄罗斯和乌克兰成为前苏联运载火箭和技术的主要继承者。由于国内的经济原因,两国都急需外国资金改进其运载火箭和发射设施,以打入国际商业卫星发射市场,因此,两国纷纷与西方公司成立合营公司,共同销售其运载火箭。俄罗斯为了能满足大型商业通信卫星(3t以上)发射的需求,提出对质子号运载火箭加以改进(即质子号M),与阿里安5火箭和海上发射公司的天顶号进行竞争。俄罗斯为了保持和巩固其在运载火箭技术上的领先地位,还准备利用现有的运载火箭及发动机技术(如天顶号RD-170发动机改型、能源号RD-0120发动机、质子号M上面级和推进剂贮箱),研制运载能力比质子号M更大的新型安加拉运载火箭。由于利用了现有的技术和部件,并采用模块化组件,所以研制周期短、成本低、可靠性高,同时有多种不同结构,可作为多用途的运载火箭。俄罗斯也在研究论证一种以火箭发动机为动力的单级入轨天地往返运输系统。

1996年1月,日本空间活动委员会公布了今后15年内的日本空间活动基本政策,要求建立实用高效的航天运输系统,以满足大量复杂、先进的空间活动的要求。为了打入国际发射市场,日本空间政策还要求不断改进H-2运载火箭,以降低火箭的发射和生产成本,提高运载能力、可靠性和对任务的适应性。对H-2的改进主要包括近期的H-2工程改进计划和远期的H-2A系列运载火箭计划[2]。日本的重复使用运载器HOPE(H-2OrbitPlane)计划也在进行之中,其缩比型试验样机计划于1999年进行首次试飞。

综上所述,今后航天运载器将采取“两条腿走路”的发展方式,一次使用运载火箭和重复使用运载器同时发展,以满足不同的发射需求。运载器在设计上要显著降低发射费用,提高可靠性及对任务的适应性。一次使用运载火箭按照系列化、模块化发展,通过使用不同上面级和捆绑不同数目的助推器发射不同重量的有效载荷。大型运载火箭,尤其是新研制的大型

运载火箭将不在原有型号上作改进,而是采用新技术(如大直径芯级、大推力氢氧发动机和先进电子设备),形成与过去型号完全不同的大型运载火箭,运载能力可成倍地提高。而且运载火箭按多种用途设计,载人兼运货。重复使用运载器主要以火箭发动机为动力。吸气式推进技术从目前看来有些超前,但从长远的发展来看,降低运载火箭的运输费用的途径在于发展重复使用技术。但在重复使用技术发展尚未完全成熟之前,不能用重复使用运载器取代目前使用的一次使用火箭,在21世纪相当长的一段时间内仍将是一次使用火箭与重复使用运载器并存的时代。