两次首飞回收失败，“炸火箭”的学费非交不可吗？



撰文｜戴晶晶

制图｜周奕彤

12月23日10时00分，长征十二号甲（CZ - 12A）可重复使用运载火箭在酒泉东风商业航天创新试验区首次发射。点火瞬间，轰鸣声回荡在戈壁滩上空，火箭拖曳着明亮的蓝紫色尾焰迅速升空。

长征十二号甲是一型以实现“一级重复使用”为核心特征的液氧甲烷运载火箭，由中国航天科技集团公司第八研究院抓总研制。它也是中国第二款首飞即尝试开展可回收技术验证的运载火箭。

在外界的期待中，长征十二号甲火箭二子级顺利进入预定轨道，飞行试验任务获得基本成功，但一子级回收宣告失败。[1]

在多级运载火箭中，一级火箭是最先点火的级段，负责将火箭从地面起飞并加速至高空，在燃料耗尽后分离；二级在一级分离后点火工作，继续加速并将有效载荷送入预定轨道。

不久前的12月3日，中国商业航天公司蓝箭航天空间科技股份有限公司（简称“蓝箭航天”）的“朱雀三号”遥一运载火箭成功发射并入轨，但在一级回收验证过程中发生异常燃烧，未能实现回收场坪软着陆，回收试验同样未获成功。[2]

这意味着，迄今为止美国依然是唯一成功回收一级火箭的国家。2025年11月13日，美国蓝色起源公司（Blue Origin）发射“新格伦”运载火箭，并成功回收其第一级，成为继Space X之后，第二家实现轨道级火箭发射并回收的商业航天企业。



火箭探索回收复用之路充满挑战，“新格伦”和SpaceX的“猎鹰9号”的首次回收试验也均未成功，过程中交了昂贵的学费。那么，为何火箭回收如此困难？我们应如何看待这些失败的意义？

01 像饮料瓶一样回收火箭

传统的多级运载火箭采用一次性设计，在完成发射任务后，各级与箭体分离，随后坠落至陆上无人区或远海海域，无法再次利用。这种模式造成了大量的资源浪费与经济成本，尤其是集成了核心动力系统的一子级，通常是火箭成本占比最高的部分。

出于成本的考虑，可复用火箭的构想出现已久。

钱学森在1963年出版的《星际航行概论》中就讨论了运载火箭的回收：“占起飞重量绝大部分的是推进剂，它却比较便宜……比较贵的空火箭却白白扔掉，在今天星际航行的初始试验阶段，飞行次数很少，这样做还可以，但将来也这样做就是浪费，所以我们应该想办法把空的运载火箭收回来，多次使用。”[3]

1993年，美国麦道公司的试验箭三角快帆（DC-X）完成了首次火箭垂直起降演示，验证了垂直回收技术的可行性。但是直到2011年埃隆·马斯克的Space X宣布可回收运载火箭计划，火箭复用技术才开始快速成熟与工程化。

2015年12月22日，Space X成功发射“猎鹰9号”，并实现了一级火箭软着陆，开创了火箭从太空直接垂直回收的历史。

经历了两年多的实验后，“猎鹰9号”的回收着陆成功率显著上升，后续掌握整流罩的回收和复用能力。截至目前，“猎鹰9号”已经成功完成了500余次的一级助推器回收。

根据美国国家航空航天局（NASA）艾姆斯研究中心研究员哈里·琼斯在2018年的评估报告，按当时“猎鹰9号”公开的报价计算，商业运载火箭已将进入近地轨道的单位发射成本降低至航天飞机时代的大约二十分之一。[4]

商业航天是指具有商业盈利模式的航天活动。火箭运输可以类比为通往太空的“高速公路”，快速增长的卫星产业，尤其是大规模星座部署需求，直接驱动了商业航天的发展。

火箭的可重复使用能够显著压低单次发射的边际成本，而具备可复用能力、可靠批量生产能力的大运力火箭，将在竞争中率先建立优势。

据人民网报道，“朱雀三号”设计的复用次数不少于20次，目标就是将发射成本压缩至2万元/公斤。[5]

中山大学航空航天学院副教授张亮告诉《知识分子》，一个型号火箭的研发投入至少10亿元起步，还不包括一些辅助配套设施（例如发射场建设，测控网络保障等）。对于商业火箭公司来说，是一项巨大的投入，如果没有极大的发射需求，前期的投入需要5年乃至10年以上的周期才有可能回本。

“因此，为了降低成本，商业火箭公司一定会走可回收技术或者通过产业链集成，基于民用产品或可大规模生产的产品来开展火箭设计。”张亮说。

02 为什么那么难？

运载火箭的发射与回收是一个高风险、高投入和高技术含量的技术领域。张亮解释称，这个过程中涉及箭体总体设计、导航制导与控制、航电系统集成、结构增材制造、发射场保障、推进剂加注、发动机设计与制造和着陆缓冲等多个关键技术。

“由于火箭回收技术是新出现的技术形态，全球都是在探索中，无太多技术可直接借鉴。前期‘猎鹰9号’失败了很多次，星舰也试飞了11次，一半是失败的，商业公司如果没有雄厚资金和耐心，是无法做到的。”张亮表示。

在“猎鹰9号”成功实现首次一级回收之前，经历了许多失败和尝试，包括四次重要的海上或陆地回收试验失败，以及多次亚轨道回收测试。2015年1月，“猎鹰9号”在首次尝试海上回收时，火箭撞上了驳船；2015年6月，火箭在发射后仅两分钟就发生爆炸并解体。

2025年1月，蓝色起源公司在“新格伦”火箭的首次轨道级回收试验中也未能成功，直到同年11月才首次完成该火箭第一级的海上回收。

星舰是Space X开发的一种可完全复用的重型运载火箭，可搭载超百吨载荷。截至目前，星舰已完成11次试飞，经历多次爆炸和解体，在2025年10月的第11次试飞中才成功完成关键的受控溅落。

张亮表示，具体来看，当前实现火箭“可复用”面临的挑战包括：高精度的导航制导与控制技术，以确保精确实现多约束的软着陆目标；高可靠、轻量化且可折叠的着陆缓冲装置，确保火箭能在预定着陆场垂直回收；大范围推力精确可调的发动机控制技术，能够在30%-110%范围内调节推力，并支持多次点火启动；高效气动控制舵装置，能够在保证轻量化的同时有效控制火箭姿态。

不过，回收也不代表能够复用。张亮指出，还需要具备高效快速的箭体结构健康检测技术，以对回收后的火箭箭体进行迅速评估与检测，确保其满足再次使用的要求。

03 “炸火箭”当学费

张亮表示，航天工程到目前为止依然是高风险的行业，涉及了太多的关键技术的集成，一个小螺丝钉的松动，一根电线的错接，一个微小的裂纹，一个零件的结构强度失效都有可能导致火箭发射失败。同时，一型火箭涉及上千人的协同配合，在信息传递或工作交接过程中出现的人为差错也可能导致发射失败。

“运载火箭的研制就是在不断失败中去改进相关设计，从而推动技术迭代进步，这与民航客机、新能源汽车和机器人等领域的发展思路都是一致的”张亮说，为了避免发射失败，在设计的时候就要加强设计余量控制，减少人为失误，做到标准化设计和标准化流程，同时也要从每次发射过程中收到的数据去分析，改进相关的设计，则技术成熟后是可以避免发射失败的。

多位火箭商业公司的员工告诉《知识分子》，目前国内商业航天进入了攻坚阶段，入轨成功也是一个重要目标，而“朱雀三号”的回收测试已经接近成功。

“朱雀三号”运载火箭总指挥戴政在接受央视新闻采访时复盘称，火箭从约40公里高度下降至距地面3公里的超音速滑行段气动控制表现良好，但真正的难点在3公里高度的着陆点火阶段，对飞行控制提出了极高要求。由于最后减速未能成功，火箭未实现有效“刹车”，最终在距着陆中心点约40米处坠毁。[6]

“经历过失败才能够得到试错的经验，公司的技术迭代才有可能走得更远，如果始终不迈出那一步，可能就获得不了试错的经验，离成功就没有办法更进一步。”戴政说。

中国航天科技集团也在长征十二号甲首飞后表示，任务虽未实现预定的火箭一级回收目标，但是获取了火箭真实飞行状态下的关键工程数据，为后续发射、子级可靠回收奠定了重要基础。

04 中国商业航天的未来

2025年12月是中国可回收火箭集中首飞的关键时期。在“朱雀三号”和长征十二号甲之后，北京天兵科技有限公司（简称“天兵科技”）的“天龙三号”可回收火箭也预计进行首飞，但此次飞行主要验证部分关键能力和数据，不涉及完整回收。

目前，国内设计的可复用火箭箭型还包括“智神星一号”、长征十二号乙、“元行者一号”、“星云一号”、“力箭二号”和“双曲线三号”等。

针对可复用火箭的设计，张亮认为其主要取决于任务需求，“猎鹰9号”的设计主要就是面向快速发射部署星链卫星，因此其设计之初就瞄准大批量、大运载和多次可复用的目标。

“如果发射的载荷不是同一型号、同一轨道的卫星载荷，那么这种设计就不一定合适。”张亮指出，另外，如果未来技术能够将箭体和发动机的制造成本降低到百万级以下，火箭就不必强制设计为可重复使用。

从实际情况来看，张亮认为，虽然运载能力和复用次数越高，火箭的性能也越好，但相应的制造成本和可靠性要求也会更高。因此，运载能力并不是越高越好。可重复使用火箭的总体设计应根据未来的发射载荷需求进行规划。

目前，我国商业火箭公司研制的“朱雀三号”、“天龙三号”、“力箭二号”、“双曲线三号”和“引力二号”等火箭的起飞质量都在500吨左右，运载能力为10至18吨，主要针对国网卫星和垣信卫星的低轨互联网星座部署。

“一旦这些星座建成，且不再需要如此大的运载能力，相关火箭设计就需要进行更新。此外，如果未来涉及月球基地或火星开发，火箭的运载能力需求将发生变化。”

张亮最后说明，技术的迭代一定会推动航天事业的蓬勃发展，以后大家可以低成本的体验太空旅游、月球旅游或空间站旅游等等，让普通民众触手可及。

参考文献：

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