
从1970年第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,到2003年首次载人航天成功,再到2022年太空三人组返回地球,中国载人航天事业一路走来屡创奇迹、举世瞩目。近年来,除了载人航天与深空探测外,商业航天也开辟了新的天地,具有广阔的前景。而随着我国卫星组网进程的进一步深入以及国际竞争日益加剧,火箭发射的频率、效率、成本开始成为新的议题。如何降低发射成本、提升发射效率,是亟待解决的问题。在此背景下,火箭回收技术成为了热门话题。
2026年2月11日,长征十号运载火箭在飞行试验中完成低空飞行,并在海上安全溅落,随后成功完成一级箭体的打捞回收任务。这是我国首次在海上实施运载火箭一级箭体回收操作,对推进可重复使用火箭技术具有重要意义。
长征十号一级箭体成功完成打捞
什么是火箭回收?
火箭回收,是指运载火箭完成发射任务后,将部分箭体安全收回并经检修后重复使用的技术。回收的对象主要是一级火箭(含发动机),因为一级火箭的硬件成本可占到全箭总成本的七成以上。目前火箭回收主要有三种技术方案:伞降回收、带翼飞回和垂直起降回收,其中垂直起降回收最受关注,技术难度也最大。
垂直起降回收的过程大致有以下几步。首先,火箭升空后一、二级火箭分离,随后一级火箭在太空中进行“反推点火”减速并改变方向,之后穿越大气层时利用栅格舵进行气动减速和姿态调整,接近地面或海上平台时发动机再次点火将速度降至极低,最后打开着陆支架实现垂直软着陆。
火箭上的栅格舵
整个过程涉及多项尖端技术。比如栅格舵气动控制技术,用来控制滚转、俯仰和偏航,保障再入段时姿态的稳定;多次点火技术,能够在不同时间或不同工况下重复启动和点火的能力;变推力火箭发动机技术,能将推力在宽范围内精确调控;以及高精度制导与着陆缓冲技术,确保箭体以近乎零速软着陆或安全溅落。
历史探索
我国在火箭回收领域的探索始于十余年前。2015年,中国运载火箭技术研究院完成缩比模型伞降回收试验,验证了伞降加气囊方案的基本可行性。2020 年,长征八号火箭首次应用发动机推力调节技术,为垂直回收提供核心技术储备。此后数年,蓝箭航天、星际荣耀等民营力量异军突起,2023年星际荣耀双曲线二号验证火箭在酒泉卫星发射中心成功完成国内首次液体火箭全尺寸一子级垂直起降飞行试验,2024年蓝箭朱雀三号试验箭先后完成百米级和十公里级垂直起降回收试验,完整模拟了一子级回收的关键环节。
朱雀三号试验箭在酒泉卫星发射中心
国际层面,美国SpaceX公司的猎鹰9号是火箭垂直回收的标杆,2015年12月首次实现陆地回收,2016年4月首次实现海上平台软着陆。
海上回收有何重大意义?
既然是海上回收,那一定有陆地回收,二者的核心区别在哪里呢?其实本质就是难度与效益的取舍。陆地回收需一级火箭分离后掉头飞回发射场附近着陆,飞行距离长、燃料消耗大;海上回收则可在火箭自然抛物线落点附近部署平台或实施溅落回收,火箭无需掉头,大幅节省燃料,更适合大运力、高轨道任务。但海上回收难度更高,着陆平台面积小且随波浪摇摆,对落点精度和姿态控制要求更苛刻。SpaceX曾形象比喻:陆地回收如让铅笔飞过帝国大厦楼顶后落在暴风雨中的鞋盒上,而海上回收则是精准落在一块漂浮的橡皮上且不能倒。
长远而言,火箭回收技术一旦成熟,高频次、低成本的太空运输将成为现实。2025年12月,我国共向国际电信联盟申报了20.3万颗的超大规模卫星星座部署规划,涵盖14个星座,创下我国卫星星座申报数量的新纪录。需求井喷之下,发射成本和频次成为决定星座建设进展的关键变量。未来火箭回收技术的大规模应用,不仅能有力支撑卫星互联网星座的大规模部署,更将大幅降低载人登月、深空探测的经济门槛,推动中国航天从一次性使用向航班化重复使用跨越。
部分信息来源于:央视网、新华网、澎湃新闻、科技日报
图片来源于:央视新闻
撰稿:张沛霖