过去十年太空探索与技术发展：NASA火星任务、可重复使用火箭及复合材料应用进展

过去十年的太空研究越来越关注深空探索和卫星技术。值得注意的成就包括 NASA 的火星探测器任务，旨在探索火星表面寻找古代生命迹象，以及旨在推进地球观测的立方体卫星的不断增加。在阿尔忒弥斯计划的推动下，月球探索的推动也标志着人类航天目标的复苏，旨在建立地球以外的可持续存在。 

在发射系统领域，可重复使用运载火箭 (RLV) 的发展一直是一个关键趋势。RLV 的设计目的是返回地球并多次使用，目的是让太空更容易进入。一项关键技术推动因素是使用碳纤维增强复合材料 (CFRP)，它具有高强度重量比和燃油效率。例如，通过将碳纤维等材料融入火箭级的构造中，工程师们降低了总体发射成本，同时保持了多次发射所需的耐用性和结构完整性。高超音速飞行器和复合材料部件的航天飞机的创新也在推动太空商业化，使进入轨道更加可持续和经济可行。

SpaceX 是 RLV 的最新实例，其 猎鹰 9 号和星际飞船平台就是一个，不过截至 2018 年 12 月，该公司决定采用不锈钢而非复合材料。无论如何，还有很多其他例子表明复合材料已成为首选材料。根据这些趋势，CW汇编了一些最新公告，反映了 RLV、航天飞机和高超音速项目中复合材料使用日益增加的趋势：

•  据称，蓝色起源公司（美国华盛顿州肯特市）的 New Shepard 火箭在结构上采用了复合材料。这是一种完全可重复使用的亚轨道火箭，最多可搭载六名乘客和货物进入亚轨道。这项创新旨在实现太空旅游。
• Rocket Lab 公司 （美国加利福尼亚州长滩）生产的Electron和Neutron轨道运载火箭 已为商业和政府卫星运营商执行过任务，而Neutron则致力于大型星座部署、深空任务和载人航天。这两款火箭均采用可完全重复使用的固定整流罩设计。
• 黎明航天公司 （新西兰基督城）正在开发 Mk-II  Aurora，这是一种火箭驱动的太空飞机， 旨在成为第一款一天内两次飞到 100 公里高空（太空边缘）的飞行器。该飞机采用复合材料主结构，可重复使用，可实现微重力、高速飞行研究、地球观测以及其他国防和民用用途。
• Polaris Raumflugzeuge GmbH （德国不来梅）的 Aurora太空飞机 是一种可重复使用的太空发射和高超音速运输系统，其操作方式与飞机类似，旨在实现常规低成本安全进入太空。其一系列 缩小的飞行演示器包括 MIRA  （现在是 MIRA-II  （VCN-007）和 MIRA-III  （VCN-008）），所有飞机的机身均采用玻璃纤维增​​强复合材料夹层结构。
• MT Aerospace AG（德国奥格斯堡）是欧洲航天局（ESA）未来发射器准备计划的一部分，正在开发可重复使用的发射器，其有效载荷更大。COSTELAS 项目正在开发与金属结构相比可以节省质量的复合结构。
• 国际航天供应商Beyond Gravity（前身为瑞士苏黎世的 RUAG Space） 正在探索使用可重复使用的碳纤维增强聚合物 (CFRP) 有效载荷整流罩进行太空发射的概念 。与传统整流罩不同，该公司表示，有效载荷整流罩将在整个飞行过程中始终附着在第一级上，并与其一起重新进入大气层进行软着陆。
• Stratolaunch  （美国加利福尼亚州莫哈维）是一家一直在开发和测试Talon 可重复使用空射试验台的公司，其使命是在高超音速环境中进行快速迭代测试。虽然Talon 不是复合材料，但其发射平台 Roc 是复合材料。该公司宣布已完成首架动力 Talon-A 高超音速飞行器的系留运载飞行。