文 | 反熵
最近火箭復(fù)用的概念太火了,加上前段時間在某群里被莫名刺激后深受啟發(fā)。
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所以就萌生了一個念頭,我想花點(diǎn)時間,把火箭復(fù)用這件事情,好好地、系統(tǒng)地講清楚。
但是,查閱的資料比我預(yù)想的要多得多。
從麥道公司的DC-X在1993年的第一次“螞蚱跳”,到2026年2月長征十號在南海的精準(zhǔn)濺落;從SpaceX獵鷹9號的無數(shù)次爆炸,到星艦“筷子夾”的歷史性一瞬;從中國商業(yè)航天的朱雀三號、長征十二號甲,到那條正在鋪向深藍(lán)的“回家之路”……
在這個過程中我也越覺得,這不是一個技術(shù)問題,而是一個關(guān)于“人”的故事——關(guān)于那些不甘心讓火箭一次性報廢的人,關(guān)于那些在戈壁灘上、在南海風(fēng)浪中,一次次嘗試、一次次失敗、又一次次爬起來的人。
所以在撰文時,我難免帶上了自己的感情。
篇幅也比預(yù)想的長。但我希望你——如果有耐心讀到最后一個字——能感受到我想傳遞的不僅是知識,還有一種敬意。
獻(xiàn)給所有走在“回家之路”上的人。
序章:從戈壁到南海,中國火箭的回家之路
2025年12月3日,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)。
一枚高66.1米、重約560噸的銀白色火箭矗立在發(fā)射架上,箭身上“朱雀三號”四個字在冬日陽光下格外醒目。這是中國首款在首次軌道級發(fā)射中就直接挑戰(zhàn)一級回收的火箭——藍(lán)箭航天的工程師們給它設(shè)定了一個近乎瘋狂的目標(biāo):入軌與回收,兩步并作一步。
倒計時歸零。九臺液氧甲烷發(fā)動機(jī)同時點(diǎn)火,7500千牛的推力將這只鋼鐵巨獸推向蒼穹。兩分多鐘后,一級與二級順利分離,二級繼續(xù)飛向預(yù)定軌道,一級則開始返回地球的旅程。
按照計劃,五臺發(fā)動機(jī)將在空中二次點(diǎn)火,產(chǎn)生反向推力,讓這個龐然大物穩(wěn)穩(wěn)降落在預(yù)定的回收場坪上——就像從100層樓將一支筆扔進(jìn)地上的一個普通筆筒。
然而,發(fā)動機(jī)點(diǎn)火后,一團(tuán)不像是正常燃燒的濃煙出現(xiàn)了。
回收段沒有如期降落。總指揮戴政事后接受采訪時說:“最后那一腳剎車沒有踩好。”火箭最終墜毀在回收場坪邊緣,距離著陸中心點(diǎn)僅40米。
對于團(tuán)隊(duì)成員來說,并沒有時間悲傷。他們很快就打包起行李裝備,準(zhǔn)備下一發(fā)任務(wù)。
約二十天后,同一片戈壁灘上,另一枚火箭拔地而起。
2025年12月23日,長征十二號甲遙一運(yùn)載火箭在東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)發(fā)射升空。運(yùn)載火箭二子級進(jìn)入預(yù)定軌道——入軌任務(wù)圓滿成功。但一子級的回收,再次未能如愿。火箭偏離著陸點(diǎn)約4.5公里墜地,飛行試驗(yàn)任務(wù)被評價為“獲得基本成功”。
一個月內(nèi),同一片戈壁灘上,兩次發(fā)射,兩次“入軌成功,回收未果”。
但奇怪的是,航天圈內(nèi)沒有人把這些稱為“失敗”。網(wǎng)友們一改往日的嚴(yán)厲,互相安慰打氣:“積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)和一手?jǐn)?shù)據(jù)”“這是勇敢的嘗試”。
為什么?
因?yàn)樗腥硕济靼祝涸谕ㄍ浅酱蠛5穆飞希恳淮问。际遣钜稽c(diǎn)點(diǎn)成功。就像SpaceX在實(shí)現(xiàn)“筷子夾火箭”之前,經(jīng)歷過一次又一次的爆炸、翻滾、解體。而中國商業(yè)航天,正在以驚人的速度追趕。
這些戈壁灘上的嘗試,都在為另一個里程碑鋪路。
2026年2月11日,南海。
長征十號一級火箭在完成飛行任務(wù)后,準(zhǔn)確濺落于預(yù)定海域——不是墜毀,不是解體,而是像一艘航天飛船那樣,穩(wěn)穩(wěn)地落入海中。
兩天后,一個特殊的回收船“領(lǐng)航者”號出現(xiàn)在這片海域。它伸出機(jī)械臂,將這枚巨大的火箭一級打撈出水,運(yùn)回地面。
這是我國首次海上運(yùn)載火箭搜索回收任務(wù)。
中國航天科技集團(tuán)的設(shè)計師袁昊說,這次試驗(yàn)為未來的“網(wǎng)系回收”進(jìn)行了重要預(yù)演。它驗(yàn)證了包括“看到、思考、動作”在內(nèi)的柔性接駁關(guān)鍵流程——也就是火箭如何被一張巨大的“蜘蛛網(wǎng)”在空中捕獲。
航天科技集團(tuán)容易的話更直接:這標(biāo)志著我國重復(fù)使用運(yùn)載火箭可回收關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破。
從戈壁到南海,從朱雀三號到長征十號,從“著陸失敗”到“精準(zhǔn)濺落”——這條“回家之路”,中國正在用自己的方式一步一步鋪就。
而放眼全球,探路者不止中國一家。
從垂直起降到傘降回收,從翼滑飛回到網(wǎng)系捕獲,從“筷子夾”到海上打撈——人類正在用不同的哲學(xué)、不同的技術(shù),回答同一個問題:如何讓火箭,自己飛回來?
第一章:垂直起降VTVL——最主流也最艱難的路
從DC-X到獵鷹9號:一場被遺棄二十年的革命
1993年,美國麥道公司的試驗(yàn)場(新墨西哥州白沙導(dǎo)彈靶場)。
一枚錐形的奇怪火箭緩緩升空,只飛了約12米(40英尺)高,持續(xù)59秒,然后穩(wěn)穩(wěn)落回地面。這是人類歷史上第一次垂直起降火箭飛行試驗(yàn),來自DC-X。
從1993年到1996年,這枚被戲稱為“三角洲快船”的試驗(yàn)箭完成了12次飛行測試,其中大部分成功,最高飛到了3140米。它證明了“讓火箭飛回來”在技術(shù)上是可行的。
然而,1996年7月,命運(yùn)急轉(zhuǎn)直下。在第四次測試飛行中,DC-XA成功完成了所有飛行動作,但在著陸時,四個著陸支架中的一個未能展開。火箭傾倒在地面,推進(jìn)劑泄露引發(fā)大火,整個箭體被燒毀。
事故本身并非不可克服。但當(dāng)時的NASA正全力投入航天飛機(jī)計劃和國際空間站建設(shè),預(yù)算捉襟見肘。更關(guān)鍵的是,90年代的發(fā)射市場每年也就幾十次,“省錢”不是最迫切的需求。再加上材料技術(shù)、飛控系統(tǒng)遠(yuǎn)未成熟,面對高昂的后續(xù)研發(fā)成本,NASA選擇了放棄。
這一放棄,就是二十年。
直到一個名叫埃隆·馬斯克的瘋子出現(xiàn)。
那個想“把火箭變成飛機(jī)”的瘋子
2001年,馬斯克在籌劃“火星綠洲”計劃時,曾兩次前往俄羅斯試圖購買退役的洲際彈道導(dǎo)彈。高昂的報價震驚了他——如果按傳統(tǒng)方式造火箭,火星夢想根本無從談起。
2002年,他拿著賣掉PayPal的1億美元創(chuàng)立了SpaceX。目標(biāo)只有一個:通過降低發(fā)射成本、實(shí)現(xiàn)火箭重復(fù)使用,讓人類真正有能力抵達(dá)火星。
在Grasshopper用兩年時間、8次飛行,把垂直起降技術(shù)從2米推到744米之后,SpaceX面臨的問題是:這套在低空驗(yàn)證過的技術(shù),在真實(shí)的軌道飛行中還能奏效嗎?
接下來的故事,是連續(xù)四次的失敗。
2013年9月,獵鷹9號首次嘗試“受控墜海”。火箭成功完成了再入減速,但過高的滾轉(zhuǎn)角速度讓它在在接近海面階段姿態(tài)發(fā)散,最終按試驗(yàn)預(yù)期墜海,獲得完整再入數(shù)據(jù)。這不是Grasshopper式的低空跳躍,而是從太空邊緣開始的歸航——難度完全不是一個量級。
2015年1月,第一次挑戰(zhàn)海上平臺著陸。火箭精準(zhǔn)地找到了那個只有足球場大小的駁船,卻以45度角砸了上去——柵格翼的液壓油用完了,火箭在最后時刻失去控制,在平臺邊緣墜毀。
2015年4月,第二次海上平臺嘗試。這一次,火箭近乎完美地垂直降落在平臺上空,但由于末段節(jié)流控制與推進(jìn)劑余量的微小偏差,減速裕度不足,觸地速度超出起落架設(shè)計窗口,結(jié)構(gòu)失效,并發(fā)生爆炸。但這一次,除“最后幾秒的著陸動力學(xué)”外,所有關(guān)鍵技術(shù)已被驗(yàn)證。
2015年6月28日,馬斯克44歲生日。發(fā)射前,回收平臺被刷上“我依然還愛你”的字樣。但火箭升空2分19秒后,液氧罐故障引發(fā)爆炸,碎片落入大西洋。這次連回收試驗(yàn)的機(jī)會都沒有(當(dāng)然這次和回收驗(yàn)證沒有直接關(guān)聯(lián))。
有人嘲笑馬斯克,說航天是需要積累的,不是誰都能搞的。
但馬斯克信奉的是另一條哲學(xué):“快速試錯,快速迭代。”(Rapidly reusable rockets require rapid iterative design.)
回收,從來不是一次成功的靈光乍現(xiàn),而是一連串把未知變成已知的工程過程。
2015年12月21日,圣誕節(jié)前四天。獵鷹9號第20次飛行。一級火箭在將11顆衛(wèi)星送入軌道后,成功返回卡納維拉爾角著陸場,穩(wěn)穩(wěn)站立——9分40秒,改變了航天史的走向。
從Grasshopper的第一次2米跳躍(2012年9月)到首次成功回收(2015年12月),三年零三個月;從第一次軌道級回收嘗試(2013年9月)到成功,兩年零三個月。不到四年,換來一個奇跡。
垂直起降到底難在哪里?
有人把火箭回收比作“從100層樓扔下一支鋼筆,讓它精準(zhǔn)落進(jìn)地上的筆筒”。這個比喻很形象,但現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)比這復(fù)雜。
獵鷹9號是一個40多米高、空重20多噸的金屬圓柱體,從約80公里的亞軌道頂點(diǎn)高空、以數(shù)倍音速墜落。它既不能像飛機(jī)那樣滑翔,也沒有降落傘可以依靠,真正決定生死的,是最后一次由發(fā)動機(jī)完成的主動減速。
航天科普專家顏翔將這些挑戰(zhàn)概括為四個“精確”,每個都像一道關(guān)卡,考驗(yàn)著人類的極限:
精確制導(dǎo):火箭要在高超音速下實(shí)時計算返回軌跡,從分離點(diǎn)到著陸點(diǎn),每秒都在解算最優(yōu)路徑。稍有偏差,就可能偏離著陸場數(shù)公里。
精確控制:用柵格舵和反推發(fā)動機(jī),在稀薄大氣中調(diào)整姿態(tài),就像用筷子去平衡一根20層樓高的鉛筆。火箭重心高、橫截面大,一不小心就會翻滾失控。
精確減速:燃料只夠一次機(jī)會,早了會墜毀,晚了會撞擊。發(fā)動機(jī)點(diǎn)火時機(jī)、推力大小必須分毫不差,最終需要把數(shù)倍音速削減到約2米/秒量級的接觸速度,再“輕吻”地面。
精確抗擾:在每秒幾十米的高空狂風(fēng)中,火箭要像芭蕾舞演員一樣,在其中保持平衡。
這還不是全部。要讓火箭真正“回家”并實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用,還面臨更深的考驗(yàn):耐2000℃高溫?zé)g、耐多次熱載、易翻新。
這也是為什么,VTVL是技術(shù)門檻最高的路徑。但一旦走通,也孕育了最豐厚的回報。
2017年3月30日,一枚“二手”獵鷹9號成功發(fā)射并再次回收。
此后,SpaceX將回收復(fù)用變成了常態(tài)。單枚助推器的復(fù)飛次數(shù)已突破三十次量級(截至2026年2月最高達(dá)31次),發(fā)射成本從行業(yè)平均的6000萬美元降到了1500萬美元左右。
復(fù)用把單次任務(wù)的邊際成本壓縮到傳統(tǒng)一次性火箭的數(shù)分之一,并通過高頻發(fā)射攤薄固定制造與發(fā)射設(shè)施成本。
這是迄今唯一被證明能夠支撐高頻次商業(yè)發(fā)射的回收路徑。
中國的追趕者
當(dāng)SpaceX在2015年實(shí)現(xiàn)首次回收時,中國的商業(yè)航天才剛剛起步。如今,中國火箭人正努力用十年時間,走完別人二十年的路。但是,如果我們具備成功發(fā)射入軌并回收成功的火箭,這意味著只是達(dá)到了SpaceX在2015年的水平。
2025年12月3日,朱雀三號“兩步并作一步”——在首飛中同時驗(yàn)證入軌和回收,這一舉動被業(yè)內(nèi)主流聲音解讀為“中國商業(yè)航天加速追趕世界領(lǐng)先水平的戰(zhàn)略選擇”。
結(jié)果雖未圓滿,但火箭二級圓滿入軌,一級返回精度極高,驗(yàn)證了方案的正確性和系統(tǒng)的整體匹配性。正如藍(lán)箭航天創(chuàng)始人張昌武所說:“火箭爆炸了是不是失敗,其實(shí)不是的,這些是試驗(yàn),試驗(yàn)就要找到邊界,有些邊界要測試到它爆炸為止。”
緊隨其后,12月的長征十二號甲同樣“入軌成功,但一級未成功回收”。兩次任務(wù),兩次“基本成功”,卻獲取了大量真實(shí)飛行狀態(tài)下的關(guān)鍵工程數(shù)據(jù)。
而在2026年的地平線上,還有更多身影正在浮現(xiàn):
東方空間的“引力二號”預(yù)計年中首飛,搭配芯級回收設(shè)計,目標(biāo)不少于30次重復(fù)使用、48小時快速周轉(zhuǎn)。
天兵科技的“天龍三號”同樣瞄準(zhǔn)2026年首飛。這款大型液體火箭起飛重量約600噸,一級配置9臺發(fā)動機(jī)并聯(lián),近地軌道運(yùn)力達(dá)到20噸,性能比肩獵鷹9號,可實(shí)現(xiàn)“一箭36星”組網(wǎng)發(fā)射。
星河動力的“智神星一號”已完成大型地面試驗(yàn),計劃2026年開展軌道級回收驗(yàn)證,設(shè)計復(fù)用次數(shù)不少于25次。更大型的“智神星二號”也已同步籌備中。
星際榮耀的“雙曲線三號”則劍指“首飛即入軌+海上回收”,計劃2026年在海南商業(yè)航天發(fā)射場首飛。剛完成的50.37億元融資,為這枚火箭的沖刺注入了強(qiáng)勁動力。
在VTVL這條路上,中國正在加速奔跑。
第二章:傘降回收——看似簡單的“笨辦法”
如果說VTVL是精密的芭蕾,那么傘降回收就像用降落傘把一個大鐵塊慢慢放下來——原理簡單得令人發(fā)指。
火箭級分離后,將依次展開引導(dǎo)傘、減速傘和主降落傘,以較低速度落海或落地。為了減少沖擊和海水腐蝕,有時會配合使用氣囊緩沖。
優(yōu)勢很明顯。技術(shù)相對簡單,研發(fā)成本和系統(tǒng)復(fù)雜程度遠(yuǎn)低于VTVL,對火箭改動小,不需要復(fù)雜的發(fā)動機(jī)二次啟動和深度節(jié)流能力。
缺點(diǎn)也同樣致命。著陸精度極差,受高空風(fēng)影響巨大,落點(diǎn)散布可達(dá)數(shù)公里甚至數(shù)十公里;箭體易受損,高速落海會對結(jié)構(gòu)和設(shè)備造成巨大沖擊和海水腐蝕,翻修成本高、難度大,很難實(shí)現(xiàn)快速復(fù)用。
這條路,多用于小火箭或作為過渡方案。
最典型的案例是美國的火箭實(shí)驗(yàn)室(Rocket Lab)及其“電子號”火箭。
這家公司走了一條曲折的技術(shù)路線:最初設(shè)計用直升機(jī)空中捕獲——2022年5月,直升機(jī)曾成功鉤住下落的火箭,但因負(fù)載異常又放掉了;同年11月進(jìn)行第二次嘗試,遙測信號再次丟失。兩次失敗后,毅然放棄了“空接“”,”改為純粹的“傘降+海上濺落打撈”,并多次成功回收發(fā)動機(jī)用于后續(xù)飛行。
但正如航天專家所言:電子號回收的目標(biāo)不是整箭復(fù)用,而是發(fā)動機(jī)和航電再利用實(shí)驗(yàn)。這條路很難實(shí)現(xiàn)像獵鷹9號那樣的經(jīng)濟(jì)性。
在中國,整流罩傘降回收技術(shù)也在悄然推進(jìn)。長征系列火箭多次驗(yàn)證了整流罩落區(qū)控制技術(shù),為未來更大箭體回收積累了寶貴數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。雖然目前仍停留在部件級回收,但這一步是向全箭回收邁出的關(guān)鍵前奏。
傘降回收就像航天界的“老黃牛”:它不驚艷,但可靠;它效率不高,但能干活。在通往更高階技術(shù)的路上,它是重要的過渡和補(bǔ)充。
第三章:翼滑飛回——被“干質(zhì)量”鎖死的航天飛機(jī)之夢
這是最具“科幻感”的路徑:給火箭插上翅膀,讓它像飛機(jī)一樣飛回來。
原理很誘人。為火箭一級或助推器加裝可折疊的機(jī)翼、尾翼和航空發(fā)動機(jī)(或利用大氣層內(nèi)的滑翔能力)。完成任務(wù)后,機(jī)翼展開,利用氣動升力在大氣層內(nèi)進(jìn)行無動力滑翔或有動力飛行,最終水平降落在機(jī)場跑道上。
優(yōu)勢顯而易見。著陸過程平穩(wěn),水平降落過載小,對箭體結(jié)構(gòu)和載荷都很友好;回收場地通用,可利用現(xiàn)有的機(jī)場跑道,無需建設(shè)專用的垂直著陸場或海上平臺。
然而,這條看似完美的路,卻有著致命的“死穴”:機(jī)翼是巨大的干質(zhì)量。
機(jī)翼、尾翼、起落架等結(jié)構(gòu)是死重,會極大擠占有效載荷空間和重量,對火箭運(yùn)載效率影響極大。技術(shù)實(shí)現(xiàn)也極其復(fù)雜:需要解決高超聲速下機(jī)翼展開、氣動控制、動力轉(zhuǎn)換等一系列難題,尤其是在高熱和空氣動力負(fù)載條件下,機(jī)翼的結(jié)構(gòu)完整性和控制能力面臨著近乎苛刻的考驗(yàn)。
真正證明這條路失敗的,不是某個具體型號,而是航天飛機(jī)體系本身。
美國的航天飛機(jī)共發(fā)射135架次,成功回收133架次——回收率不可謂不高。
但重復(fù)使用的經(jīng)濟(jì)代價太過高昂:航天飛機(jī)系統(tǒng)由超過250萬個零部件組成,每次返回后的維護(hù)費(fèi)用動輒數(shù)億美元,發(fā)現(xiàn)號飛行次數(shù)最多(39次),但也遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計預(yù)期的100次。最終算下來,單次發(fā)射成本不是最初設(shè)想的1000萬~3000萬美元,而是4億~5億美元。安全性還因挑戰(zhàn)者號和哥倫比亞號兩次事故導(dǎo)致14名航天員喪生而遭到質(zhì)疑——挑戰(zhàn)者號在升空73秒后爆炸解體,哥倫比亞號在第28次返航時解體墜毀。
最終,航天飛機(jī)在2011年黯然退役。
這就是“干質(zhì)量鎖死”。機(jī)翼讓火箭變重,重了就需要更多燃料,更多燃料又需要更大箭體,更大箭體又需要更強(qiáng)機(jī)翼——這是一個死循環(huán)。
歷史上最接近工程實(shí)現(xiàn)的帶翼回收方案是蘇聯(lián)/俄羅斯的“貝加爾”號。計劃為“安加拉”火箭的通用助推器安裝可折疊機(jī)翼和渦噴發(fā)動機(jī)——機(jī)翼翼展17米,動力來自米格-29戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動機(jī)。發(fā)射時機(jī)翼沿箭體折疊,完成任務(wù)后展開,像無人機(jī)一樣自主飛回發(fā)射場。2001年該項(xiàng)目在巴黎航展上首次公開展示,完成了大量風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和模型機(jī)飛行,但最終因技術(shù)復(fù)雜性和資金問題未投入實(shí)際應(yīng)用。俄羅斯目前仍保留相關(guān)研究與概念驗(yàn)證。
歐洲航天局的CALLISTO驗(yàn)證器(DLR/ESA/JAXA合作項(xiàng)目)專注于VTVL技術(shù)驗(yàn)證,預(yù)計2027年試飛。而德國航天中心另有一個名為ReFEx的VTHL驗(yàn)證項(xiàng)目,計劃2026年底試飛,目標(biāo)是在高超音速至亞音速范圍內(nèi)驗(yàn)證帶翼火箭的自主控制返回能力。
在中國,帶翼回收的探索也在悄然進(jìn)行。
2019年4月,廈門大學(xué)與北京凌空天行聯(lián)合研制的“嘉庚一號”火箭成功發(fā)射,采用“帶翼水平滑翔+傘降回收”方式整體回收,最大飛行高度26.2千米。雖然這只是亞軌道技術(shù)驗(yàn)證,卻邁出了我國可重復(fù)使用火箭技術(shù)發(fā)展的重要一步。
至于SpaceX星艦,早期概念曾考慮過帶翼回收,但最終放棄,轉(zhuǎn)為垂直。
這條路告訴我們:有時候,最“科幻”的方案,不一定是最好的工程方案。
第四章:空中捕獲回收——“筷子夾火箭”的極致浪漫
2024年10月13日,德克薩斯州博卡奇卡。
SpaceX星艦進(jìn)行高空助推器捕獲試驗(yàn)。直播畫面中,超重型助推器在完成分離后返回發(fā)射塔。當(dāng)它下降到距地面約65米時,懸停——發(fā)射塔上一對巨大的機(jī)械臂緩緩合攏,精準(zhǔn)地從空中“夾”住了助推器。
人類航天史上的里程碑事件誕生了。
這就是“筷子夾火箭”——學(xué)名“空中捕獲回收”,發(fā)射塔被馬斯克稱為“Mechazilla”。
原理有兩種方案:
直升機(jī)捕獲:火箭一級在降落傘減速后,由一架經(jīng)過改裝的直升機(jī)在空中用特制抓鉤“釣”住火箭,然后運(yùn)回地面。
機(jī)械臂捕獲:在發(fā)射塔架上安裝一對巨大的機(jī)械臂,當(dāng)火箭一級垂直懸停返回發(fā)射塔時,機(jī)械臂精準(zhǔn)地從空中夾住并抓住火箭。
優(yōu)勢是極致的。火箭無需攜帶著陸腿,節(jié)省大量重量;直升機(jī)捕獲理論上可不受落點(diǎn)限制;星艦被捕獲后可直接放置在發(fā)射臺上,簡化了轉(zhuǎn)運(yùn)流程,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)“航班化發(fā)射”。
缺點(diǎn)也同樣極致。技術(shù)風(fēng)險極高——無論是直升機(jī)在風(fēng)中的不穩(wěn)定吊掛,還是超重型火箭精準(zhǔn)懸停在發(fā)射塔旁,都對控制和操作精度提出了超乎想象的要求。
火箭實(shí)驗(yàn)室的電子號曾嘗試直升機(jī)捕獲。
2022年5月,經(jīng)過多年準(zhǔn)備,首次試驗(yàn)中直升機(jī)成功鉤住箭體,但飛行員發(fā)現(xiàn)下方懸吊的負(fù)載遠(yuǎn)超預(yù)期——那是“超音速芭蕾”后的精彩一瞬,為安全起見,只能切斷繩索,讓箭體墜落海面。
2022年11月,第二次試驗(yàn)仍未實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定捕獲,再次功虧一簣。
2023年,公司放棄了該方案,轉(zhuǎn)向海上打撈。
但SpaceX的星艦堅持了下來。2025年5月,星艦高空試驗(yàn)中,曾多次使用經(jīng)捕獲驗(yàn)證的超重型助推器,被“筷子”成功捕獲。這也是目前世界上唯一實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的火箭。
“筷子夾火箭”代表的是人類對極致效率的追求。
不僅是回收,更是“即捕即用”。這條路很難,但一旦走通,將徹底改變航天的游戲規(guī)則。
第五章:網(wǎng)系回收——中國人的海上“蜘蛛網(wǎng)”
P.S. 我知道你在等這段
如果說“筷子夾火箭”是美國人的極致浪漫,那么“網(wǎng)系回收”就是中國人的獨(dú)特巧思。
原理是這樣的:在海上平臺上搭建多層“井”字形高強(qiáng)度阻攔索網(wǎng)。當(dāng)垂直下降的火箭進(jìn)入網(wǎng)中時,箭體上的掛鉤會鉤住阻攔索,利用繩索的變形和阻尼系統(tǒng)吸收能量,將火箭“攔停”在空中,隨后緩緩放下。
這就像是艦載機(jī)在航母上降落——只不過“飛機(jī)”變成了火箭,“阻攔索”變成了立體網(wǎng)。中國航天科技集團(tuán)專家許學(xué)雷解釋,網(wǎng)系回收屬于垂直起降回收的一種,但獨(dú)具特色。
優(yōu)勢很明顯。箭體無需著陸腿,可以省去這部分重量,提升運(yùn)載能力;對火箭的控制要求相對較低,不需要VTVL那樣極端精準(zhǔn)的軟著陸控制,只需保證能落入網(wǎng)中即可——因?yàn)榛鸺刖W(wǎng)時的大部分動能和勢能,都會被地面緩沖機(jī)構(gòu)吸收。
但缺點(diǎn)也很現(xiàn)實(shí)。
對平臺定位和穩(wěn)定性要求極高,必須保持高精度動力定位,以應(yīng)對海流和風(fēng)浪;掛鉤和網(wǎng)系可靠性挑戰(zhàn)巨大,箭體鉤掛瞬間沖擊力達(dá)數(shù)十噸,對結(jié)構(gòu)和材料是嚴(yán)峻考驗(yàn);惡劣海況下無法作業(yè)。
2025年11月30日,一個里程碑事件發(fā)生:中國航天科技集團(tuán)研制的“領(lǐng)航者”海上平臺正式交付。
這座平臺長144米,寬50米,吃水5.5米,排水量約2.5萬噸,具備DP2動力定位能力(可實(shí)現(xiàn)1米以內(nèi)位置保持精度)。它的核心優(yōu)勢是:通過“井”字型阻攔索空中捕獲火箭,可簡化箭上著陸結(jié)構(gòu),對火箭著陸精度要求更友好。這是目前全球唯一公開的、針對入軌火箭的海上網(wǎng)系回收專用平臺。
2026年2月11日,另一個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)到來。
長征十號一級火箭成功完成海上濺落——不是墜毀,不是解體,而是精準(zhǔn)地落在預(yù)定海域,距離“領(lǐng)航者”號僅200米。兩天后,它被打撈回收,這是我國首次海上運(yùn)載火箭搜索回收任務(wù)。
等等,200米?
有細(xì)心的讀者會問:不是說網(wǎng)系回收嗎,怎么差了200米?
這恰恰是這次試驗(yàn)最精妙的地方。中國航天科技集團(tuán)的設(shè)計師袁昊給出了答案:“新技術(shù)的發(fā)展,最重要的是穩(wěn)扎穩(wěn)打、逐級推進(jìn)。”本次試驗(yàn)從一開始就沒有設(shè)定“入網(wǎng)”目標(biāo),而是以“精準(zhǔn)濺落+系統(tǒng)模擬”為核心。
為什么不直接入網(wǎng)?
原因很簡單:保護(hù)核心設(shè)備。“領(lǐng)航者”號上的網(wǎng)系回收系統(tǒng)是我國歷時多年研發(fā)的獨(dú)創(chuàng)技術(shù),研發(fā)和制造成本極高。首次試驗(yàn)如果直接嘗試入網(wǎng),一旦出現(xiàn)偏差,輕則損壞繩索、緩沖裝置等核心部件,重則可能因火箭剩余燃料爆炸損毀整個回收系統(tǒng)。
所以這次試驗(yàn)更像一場“隔空彩排”——火箭按預(yù)定程序完成全流程回收動作,回收系統(tǒng)按火箭數(shù)據(jù)完成全流程模擬操作。袁昊把整個過程總結(jié)為“看到、思考、動作”:
“看到”——火箭在下落過程中實(shí)時告訴地面系統(tǒng)自己的位置;
“思考”——結(jié)合海面船晃的實(shí)際情況,加上火箭尾焰需要規(guī)避的范圍,計算出每一根繩索應(yīng)該到達(dá)的位置;
“動作”——以毫秒級的控制周期去逼近目標(biāo),直到未來某一天,火箭真正穿網(wǎng)。
這次試驗(yàn)驗(yàn)證的,正是這套“看到、思考、動作”的完整邏輯。火箭的落點(diǎn)精度驗(yàn)證了控制系統(tǒng)的可靠性,回收系統(tǒng)在真實(shí)海況下的模擬演練驗(yàn)證了設(shè)備聯(lián)動的可行性。廣船國際副總工程師何光偉透露,從一級回收的軌跡來看,“完全在網(wǎng)系的回收包絡(luò)范圍內(nèi)”。
中國航天科技集團(tuán)張璁表示:“本次濺落回收是重復(fù)使用火箭技術(shù)驗(yàn)證的重要一步,它考核驗(yàn)證了火箭的測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和回收系統(tǒng)的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。”
網(wǎng)系回收,正在從圖紙走向現(xiàn)實(shí)。
第六章:海上濺落打撈——最樸素的“撈火箭”
如果說其他路徑都在追求“無損回收”,那么海上濺落打撈就是最樸素的一條:不追求完美落地,只求能“撈回來”。
它的原理很簡單。火箭完成任務(wù)后,通過簡易的緩沖(如發(fā)動機(jī)再次點(diǎn)火簡易減速)或直接濺落預(yù)定海域,依靠箭體自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和一定的防水/浮力設(shè)計,保持完整漂浮,再由等候在旁的船只打撈回收。
這種方式,對火箭改動最小,無需復(fù)雜的著陸腿或高精度制導(dǎo)系統(tǒng);無需建設(shè)陸地著陸場,靈活性高。
但這需要付出代價。海水腐蝕嚴(yán)重,接觸海水后箭體內(nèi)部精密設(shè)備極易受損,翻修工作量巨大,可能比造新的還貴;打撈風(fēng)險高,海況不可控;幾乎無法實(shí)現(xiàn)快速復(fù)用。
所以,這條路多用于技術(shù)驗(yàn)證或?qū)O少數(shù)昂貴部件(如發(fā)動機(jī))的回收嘗試。
SpaceX獵鷹9號早期曾多次嘗試受控濺落海面,但火箭往往在接觸海面時解體。直到2018年,一枚被判定不再適合復(fù)用的獵鷹9號一級在執(zhí)行完任務(wù)后,成功實(shí)現(xiàn)了無平臺的海上濺落,箭體完好無損,后被拖回。這說明即使在VTVL成功后,這個方案仍可作為退役火箭的“善后”手段。
火箭實(shí)驗(yàn)室的電子號在2022年兩次直升機(jī)空接失敗后,于2023年改為純粹的“傘降+海上濺落+船只打撈”方案,并多次成功回收。這家公司走的是一條務(wù)實(shí)之路——既然高難度的空接走不通,那就退一步,先把火箭撈回來再說。
在中國,星際榮耀的“雙曲線三號”正在籌備類似的嘗試。
2025年12月,由浙江民企主導(dǎo)設(shè)計的中國首艘非自航火箭回收船“星際歸航”號在江蘇揚(yáng)州建成。這艘長100米、型寬42米的乳白色巨輪,裝備DP2級動力定位系統(tǒng),可在四級海況下保持厘米級定位精度,即將服務(wù)于雙曲線三號的首飛任務(wù)。
“星際歸航”號總設(shè)計師張福民說了一句很動人的話:“我們是在造船,更是在給火箭鋪一條回家的路。”
終章:殊途同歸
六條技術(shù)路徑,六種不同的哲學(xué)。
垂直起降VTVL:用最精密的控制,實(shí)現(xiàn)最直接的回收——這是目前唯一證明可行的“降本增效”路徑,但技術(shù)門檻最高。
傘降回收:用最古老的技術(shù),走最穩(wěn)妥的路——看似簡單,但翻修成本可能吞噬其節(jié)省的發(fā)射費(fèi)用。
翼滑飛回:用最科幻的想象,碰最硬的壁——“干質(zhì)量鎖死”讓這條路至今走不通。
空中捕獲:用極致的控制,實(shí)現(xiàn)極致的效率——“筷子夾火箭”代表人類對航天效率的終極追求。
網(wǎng)系回收:用中國人的巧思,織一張海上“蜘蛛網(wǎng)”——這是中國航天獨(dú)特的技術(shù)儲備。
海上濺落打撈:用最樸素的打撈,退而求其次——有時,能“撈回來”就是勝利。
無論哪條路,都無法回避那四大挑戰(zhàn):精確制導(dǎo)、精確控制、精確減速、精確抗擾。這些是空氣動力學(xué)、控制理論、材料科學(xué)和計算機(jī)工程的系統(tǒng)性難題。
2026年2月,長征十號一級火箭精準(zhǔn)濺落在南海預(yù)定海域。兩天后,它被“領(lǐng)航者”號回收船打撈出水,運(yùn)回地面。沒有歡呼,也沒有直播——這只是中國航天無數(shù)次試驗(yàn)中普通的一次。
但正是這些“普通的一次”,正在把科幻變成日常。
也許有一天,火箭回收會像飛機(jī)降落一樣稀松平常。到那時,我們再回頭看這些技術(shù)路徑,會發(fā)現(xiàn):
每一條路,都曾有人走過、摔過、爬起過。
DC-X的悲劇,孕育了獵鷹9號的奇跡;航天飛機(jī)的困局,催生了“筷子夾”的靈感;朱雀三號的“部分成功”,正在鋪就中國商業(yè)航天的未來之路。
從1993年到2026年,三十三年。
從麥道公司的試驗(yàn)場,到酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的戈壁灘。
從40英尺的“螞蚱跳”,到65米高的“筷子夾”。
人類在給火箭鋪一條回家的路。
這條路還沒有走完。
但我們已經(jīng)看到了盡頭的光。
本文在撰寫過程中的參考資料:
一、朱雀三號相關(guān)
[1] 中國新聞網(wǎng):朱雀三號運(yùn)載火箭一級回收驗(yàn)證細(xì)節(jié)披露 2026-12-06
[2] IT之家:藍(lán)箭航天朱雀三號火箭首飛全流程視頻發(fā)布,驗(yàn)證垂直回收技術(shù) 2025-12-06
[3] 央視新聞:活力中國調(diào)研行 | “朱雀三號”回收技術(shù)多絲滑?相當(dāng)于從100樓扔筆進(jìn)筆筒 2025-06-26
[4] 央視網(wǎng):把“性價比”刻進(jìn)火箭DNA里 點(diǎn)贊“朱雀三號”的回收技術(shù) 2025-06-26
二、長征十二號甲級回收技術(shù)分析相關(guān)
[5] 上觀新聞:實(shí)現(xiàn)一級火箭回收有多難? 2025-12-24
三、可回收火箭發(fā)展歷程與全球格局相關(guān)
[6] 36氪:可回收火箭發(fā)展30年,為什么只有中美在競跑 2025-11-12
[7] 科普中國:SpaceX給航天界的啟示 2022-10-12
[8] 吉林省科協(xié):國產(chǎn)可重復(fù)使用火箭,還有多遠(yuǎn)的路要走?2025-09-24
[9] 財聯(lián)社:一圖看懂 | 火箭回收,到底有多難? 2025-12-23
四、“星際歸航”號火箭回收船相關(guān)
[10] 浙江新聞:給火箭鋪一條回家的路 2026-10-29
五、商業(yè)火箭回收整體發(fā)展與展望相關(guān)
[11] 36氪:商業(yè)火箭,“芯級回收”走到哪一步了?2026-02-04
[12] 中國載人航天官方網(wǎng)站:人類史上第一次火箭回收是怎么做到的? 2015-12-24
[13] 光明日報:獵鷹9號火箭回收 預(yù)示廉價商業(yè)航天時代來臨? 2016-01-01
六、其他公開報道及信息參考
[14] SpaceX官方發(fā)布的歷次飛行試驗(yàn)直播與回收記錄
[15] 中國航天科技集團(tuán)關(guān)于“領(lǐng)航者”海上平臺及長征十號海上濺落任務(wù)的官方發(fā)布
[16] 藍(lán)箭航天、星際榮耀、天兵科技、東方空間、星河動力等商業(yè)航天企業(yè)的公開信息披露
[17] 航天科普專家顏翔關(guān)于火箭回收四大技術(shù)挑戰(zhàn)的公開論述
說明:本文信息來自大量公開資料整理,如有不準(zhǔn)確之處,請聯(lián)系后臺進(jìn)行處理。
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