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可回收火箭发展30年,为什么只有中美在竞跑
36氪·2025-11-12 15:43

中国商业航天发射场与火箭回收系统建设 - 海南商业航天发射场用于可重复使用火箭的海上回收系统于2025年10月正式开工建造,预计2026年底交付,该系统将具备动力定位、远程遥控、无人操作等能力,为中国商业火箭提供海上回收公共服务平台[1] 中国可回收火箭技术进展 - 蓝箭航天的“朱雀三号”运载火箭顺利完成首飞任务第一阶段,下一步将挑战火箭回收技术,预计2025年内实现首飞,标志着中国在可回收运载技术上逐步缩短与全球领先者的差距[1] - 中国航天企业如蓝箭航天、星际荣耀、深蓝航天等正在加速推进可回收火箭技术,部分已完成公里级垂直起降测试[11] - 中国民营火箭企业集体发力,从“能不能造火箭”进化到“能不能回收火箭”的新阶段,多数企业计划在2025年前后实现首飞或关键技术验证,目前最明确的是朱雀三号已官宣年内首飞[29] 全球可回收火箭技术格局 - 全球可回收火箭领域呈现三级分化:美国以SpaceX猎鹰9号独占鳌头并实现商业化运营,蓝色起源的新谢泼德完成亚轨道回收;中国多家企业并进;欧洲、俄罗斯、日本、印度等国家基本停留在论证阶段[11] - 自2015年猎鹰9号首次成功回收至今近十年,全球仍未出现第二款真正成熟的可回收火箭[10] 可回收火箭技术路线 - 垂直起降回收(VTVL)是目前最主流、最成熟的方式,代表为SpaceX猎鹰9号,通过发动机反推减速实现精确着陆,中国蓝箭航天朱雀三号、天兵科技天龙三号也采用此路线[14] - 垂直起飞、水平降落/水平起飞、水平降落(VTHL/HTHL)方式依靠机翼滑翔返回,代表为美国航天飞机和X-37B空天飞机,优点是着陆平稳、重复使用率高,但系统庞大、维护成本高[15] - 有翼助推器回收(Boosters with Wings)指助推器带可展开翼面,返回时可滑翔,代表为欧洲Callisto和中国在研方案,技术复杂度高仍处试验阶段[16] - 降落伞/气囊回收方式历史最早、门槛最低,但控制精度低、难以多次复用,基本已被淘汰[17] - 空中捕获/直升机回收方式使用直升机在半空中钩住带伞火箭,代表为火箭实验室“电子号”,因操作风险高、成功率低,该公司已转向新方案[18] - 塔臂/机械臂/网面捕捉是最新兴方式,代表为SpaceX星舰超重型助推器,由塔臂在空中夹回火箭,优点是无须着陆支架、节省重量与燃料,但要求控制精度极高[19] 可回收火箭技术挑战 - 火箭回收技术挑战包括四个“精确”:精确制导(高超音速下实时计算返回轨迹)、精确控制(用栅格舵和反推发动机调整姿态)、精确减速(发动机点火时机和推力大小分毫不差,最终以不到2米/秒速度着陆)、精确抗扰(在狂风中保持平衡)[21][22][23][24] - 实现火箭回收需要四项关键技术协同突破:发动机的“油门艺术”(推力深度节流和精确调节)、空中的“杂技表演”(栅格舵、RCS、发动机摆动三套系统无缝切换)、毫秒级的“大脑运算”(导航系统实时规划最优轨迹)、经得起“千锤百炼”的身躯(材料与结构能重复使用20次以上)[25][26] 可回收火箭商业价值与历史案例 - SpaceX通过火箭回收复用将发射成本从行业平均6000万美元降到1500万美元左右,宣称已将发射成本降低到传统火箭的十分之一[7][8] - 美国麦道公司DC-X试验火箭在1993年至1996年完成12次成功飞行测试,最高飞到3140米,但因1996年着陆事故及当时预算限制、发射市场需求小、技术不成熟等原因,NASA最终放弃该项目[4] - SpaceX猎鹰9号在2015年12月实现轨道级火箭首次陆地回收,2017年3月实现“二手”火箭成功发射并再次回收,证明技术可形成商业闭环[7]