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前沿| “兜”住火箭只是開始,中國商業航天還有硬仗要打

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2026-07-18 09:34 | 稿件來源:香港新聞網

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香港新聞網7月17日電(記者 崔隽 殷田靜子)2026年7月10日中午12點15分,海南商業航天發射場,長征十號乙運載火箭點火昇空。起飛約六分鐘後,一二級分離。二級繼續飛行,將衛星送入預定軌道。一子級則調轉方向,從幾十公里高空垂直回落,隨後精準鑽入了“領航者”號回收船上一張井字形高強緩衝網,被穩穩兜住。

這是海上回收平台通過網系捕獲方式成功回收長征十號乙運載火箭一子級(無人機照片)。新華社發

以前提到火箭回收,很多人第一時間想到的是SpaceX的獵鷹9號,靠著陸腿穩穩垂直降落在海上平台。而中國航天開闢了一條完全不一樣的技術路線,用一張網在海上“兜”住了返回的火箭。這個全球首創的火箭海上網系回收,實現了歷史性突破。

可能很多人會有疑惑,既然成熟的路線已經擺在眼前,中國為什麼要另闢蹊徑,研發海上網系回收?這其中有何玄機?回收成功後,中國商業航天將如何進階呢?


為何要死磕火箭回收和複用?

想要理解這次回收的含金量,我們先厘清一個根本問題:為什麼全球航天大國都在死磕火箭回收?

放眼全球,除了中國的探索,美國的SpaceX早已成熟掌握回收技術,歐洲阿麗亞娜空間公司也在推進“Susie”複用飛船項目,新西蘭的火箭實驗室甚至還嘗試過用直升機在空中捕獲火箭助推器。

驅動各國持續投入的核心原因,還是一個字,貴。

目前,想要把飛船、衛星等航天器送上太空,必須得用運載火箭。一枚運載火箭,價值最高的就是一子級,也就是第一級火箭。火箭發動機、貯箱、控制系統等核心部件,全部都集中在這里,其造價占到一枚運載火箭總價的60%至70%。拿一枚中型運載火箭為例,單枚造價通常在數千萬甚至上億美元。

一直以來,運載火箭都是一次性裝備,發射任務結束後就會被拋棄,相當於每一次發射,都要燒掉一大筆真金白銀。因此,只有攻克回收和複用,才能有效降低火箭發射成本。

2015年,SpaceX第一次成功回收獵鷹9號一級助推器,將單次發射邊際成本從大約5000萬美元,直接壓縮到了1500萬美元。

2015年12月21日,獵鷹九號火箭在佛羅里達州卡納維拉爾角成功實現第一節火箭軟著陸,從而開創了火箭從太空直接垂直回收的歷史。這是返回降落地點的獵鷹九號火箭第一級。新華社發

除了省錢,複用技術還讓火箭具備了像飛機一樣“起降”的能力,大幅縮短了發射周期,直接支撐著未來大規模建設衛星星座的能力。所謂的低軌衛星星座,能够為全球提供高速互聯網接入、增強的通信能力以及全天候的遙感監測,是國家信息基礎設施的重要組成部分。

目前,SpaceX“星鏈”在軌衛星數量已超過1萬顆,其規模占全球活躍低軌衛星總數的六成以上。對於“星多箭少”的中國而言,緊迫感也就格外突出。

隨著中國低軌衛星互聯網星座計劃提上日程,規劃約1.3萬顆衛星的國網星座和1.5萬顆衛星的千帆星座正全力組網。未來幾年,中國需要發射成千上萬顆衛星,如果一直依靠一次性火箭,不僅經濟上難以承受,運力和產能也無法匹配這種井噴式的需求。

在這樣的背景下,長十乙的成功回收有望破解“衛星等火箭”的困局,為國網、千帆等萬顆級低軌星座的批量組網,提供穩定可靠的運力支撐。


創造歷史的海上網系回收有何玄機?

火箭回收與複用,是現代航天領域極具挑戰性的大型系統工程。它牽涉高精度姿態控制、發動機二次點火、氣動減速、高精度著陸,還要應對再入大氣層時的高溫燒蝕、毫秒級的實時導航修正等等。其中任何一項,單獨拿出來都是棘手的工程難題,組合在一起,技術複雜程度更是指數級上漲。

面對這樣一個難題,既然SpaceX已經走出了一條被驗證的成功道路,中國為什麼不直接複製,還要另起賽道,研發海上網系回收呢?兩條路線之間,存在哪些差別?

我們先來看看SpaceX的火箭是怎麼回收的。大家最熟悉的,就是著陸腿式垂直回收。以獵鷹九號為代表,火箭子級通過發動機反推減速,伸出著陸腿,直立降落在預定著陸場。這個技術已經通過多次商業發射,得到充分驗證。中國藍箭航天的朱雀三號,採用的也是相同路線。

另一種回收方式,是SpaceX星艦正在嘗試的塔架捕獲,也就是大家常說的“筷子夾”技術。依靠發射塔上形似“筷子”的巨型機械臂,在半空中接住返回的火箭子級。這麼做的目的,是省去著陸腿的自重,提升運載效率。不過,這個技術對懸停精度、塔架伺服機構的響應速度,有著更高的要求。

2023年4月,美國太空探索技術公司的新一代重型運載火箭“星艦”在位於得克薩斯州的基地等待昇空。新華社發(美國太空探索技術公司供圖)

再來看這次中國獨創的海上網系回收。簡單來說,火箭再入大氣層後,不進行大推力的反推減速,而是利用氣動外形和降落傘進行減速,最終讓火箭不用靠腿站立,而是直接飛進一張大網里,被溫柔地抱住。

這套流程聽起來簡單,實則是一場在動態環境下的極限挑戰。網系回收并不是“張網以待”就可以了,而是要讓回收系統與火箭雙向協同,在持續變化的環境里完成高精準匹配。整個過程,除了考驗火箭的智能控制與自主飛行技術、發動機在極端環境下保持穩定工作的能力,對海上回收平台的快速響應能力同樣要求嚴苛。此外,回收系統的塔架結構高67米,相當於20多層樓,加上設備總重約5400噸,本身的工程設計難度同樣不容小覷。

這是海上回收平台通過網系捕獲方式成功回收長征十號乙運載火箭一子級(7月10日攝,無人機照片)。新華社發

用這張“網”的好處在哪里呢?

一是載荷效率,二是安全穩定,三是未來擴展潛力。

先說載荷效率。對於追求運力最大化的商業發射來說,每一公斤都是錢。根據估算,SpaceX獵鷹9號的腿重約2噸,且必須隨箭上天、隨箭回收。長十乙不需要沉重的著陸腿,也不需要為了著陸保留大量剩餘燃料,省下來的重量就可以運多一些衛星。

再看安全穩定。陸地發射塔可以讓“筷子”追求“點對點”的極高精度。但海上風高浪急,會讓回收船起伏、傾斜、晃動。如果在搖擺的船上裝巨型剛性機械臂去夾高速下落的火箭,控制難度和碰撞風險都會急劇昇高。而柔性網的強項是容錯,船體偏移幾米、火箭落點稍有偏差,只要落在網內,繩索會彈性補償、張力會自動調節,把箭體穩穩兜住。

除此之外,網系回收系統還可以通過系列化設計,適應不同規模火箭的回收需求,有利於中國開展低成本、高頻次、可持續的太空探索。


回收成功不是終點,中國商業航天還要闖關

長十乙的成功驗證了新技術路線的可行性,但一枚火箭的回收成功并不等於一條產業鏈的成熟。

商業航天是一條從製造到發射再到應用的長鏈。上游是衛星與火箭製造及相關配套設備;中游是火箭發射、地面設備製造;下游是終端應用及服務市場;上中下游環環相扣。中國商業航天要想“飛得快、發得頻、賺得多”,還要繼續在多個環節打通瓶頸、實現突破。

7月10日,人們在海南商業航天發射場觀看長征十號乙運載火箭發射。新華社發

我們先從中游說起。這次長十乙回收成功,屬於中游火箭發射與回收環節的一大突破,但火箭成功回收只是第一步,回收回來的箭體能不能翻修後再次發射?翻修周期多長?一枚箭體能複用幾次?每次複用的性能衰減多少?這些問題,直接決定單次發射的均攤成本能壓到多低。

SpaceX目前是已經實現了獵鷹9號單枚複用35次的記錄,中國當下還處在“從0到1”的起步階段。根據長十乙的官方消息說,預計今年底前完成首次複用飛行,我們可以期待它的複用數據表現。

除了運力成本,中游的核心痛點還有發射頻次。換句話說,火箭能複用了,還得有地方發。目前中國各大發射場投入運營的商業工位大約15個,但真正對多企業開放的通用液體工位,只有海南商業航天發射場二號工位。在龐大的星座組網及商業發射需求下,現有條件還難以支撐高頻次、航班化的發射節奏。

好消息是,海南商業航天發射場二期建設的3號和4號工位正在加緊建設。工位及推進劑加註系統預計將在今年下半年完工并進行全系統合練,預計2027年正式投入使用。全部建成後,單工位最短發射周期有望壓縮至一周。

當中游把發射成本打下來,一子級反複投入使用,就會倒逼上游供應鏈全面升級。

過去,中國航天偏向單件定製或小批量生產,如果未來火箭像公交車一樣,每隔幾天就發一班,上游的製造能力就必須轉向工業品模式。我們能不能像生產汽車一樣生產火箭?能不能通過標準化設計,讓衛星也實現流水線製造?生產邏輯的轉變,也是實現高密度、常態化航班化發射的核心前提。

再來看下游市場。在通信、導航、遙感這些傳統領域,中國的技術已經非常成熟。但隨著SpaceX“星鏈”等星座的崛起,下游市場的競爭已經演變為“成本戰”和“速度戰”。中國的遙感衛星能否把圖像賣得更便宜?導航增強服務能否更精準?

剛剛我們提到的衛星互聯網,是新興應用場景中最受關注的。國網星座和千帆星座組網箭在弦上,低軌互聯網星座的建設,恰恰是長十乙這類可回收火箭的最大商業客源。只有當下游的衛星互聯網需求真正爆發,才能倒逼中游的火箭高頻發射,進而拉動上游的製造產能。

此外,太空旅行、太空採礦、深空探索等更具科幻色彩的場景,目前仍處於萌芽階段。這些下游應用需要中游提供極緻低的入軌成本才能存活。換句話說,中游的每一次技術突破也都在提振下游的市場需求。

梳理完整條產業鏈,我們就能明白,長十乙這次回收成功,并不是抵達終點,而是中國商業航天開啟規模化發展的一條全新起跑線。(完)

【編輯:崔隽】

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