文｜腾讯科技特约作者 中科协航天科普专家颜翔、李海伦

编辑｜郑萌萌

2025 年 10 月，在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正式开工建造，预计 2026 年底交付。这套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的公共服务平台。

与此同时，蓝箭航天的 " 朱雀三号 " 运载火箭也顺利完成首飞任务的第一阶段，下一步将向火箭回收技术发起挑战，预计 2025 年内实现首飞。随着朱雀三号等新一代复用火箭的推进，中国在可回收运载技术上正逐步缩短与全球领先者的差距，迈向自主可持续的太空能力。

一直以来，可回收火箭技术——让一枚重达数百吨的火箭从太空边缘返回并着陆，这个难题困扰了航天工业数十年。

火箭回收并非新概念。1993 年，美国麦道公司的 DC-X 试验火箭就完成了人类首次垂直起降演示。虽然只飞了 45 米高，持续 59 秒，但它证明了 " 让火箭飞回来 " 在技术上是可行的。

从概念验证到工程实现，人类走了近 30 年。如今，中美两国正在各自推进回收技术的工程化应用。像美国的 SpaceX 已经形成了较为成熟的回收复用体系，中国航天也在加速技术验证和迭代。放眼全球，这个赛道上竟然只有中美两个 " 实质性玩家 "。其他的传统航天强国在可回收火箭领域要么刚刚起步，要么仍在观望。

一项被认为能够大幅降低发射成本的革命性技术，为何在 30 年后仍未全面普及？百米级火箭的回收复用，技术门槛究竟在哪里？

DC-X 比 SpaceX 早 20 年问世的 NASA 火箭

01 被遗弃的先驱：DC-X 的命运转折

麦道公司 DC-X 项目原本前景光明。从 1993 年到 1996 年，这枚锥形试验火箭完成了 12 次成功飞行测试，最高飞到了 3140 米，展现出了巨大的技术潜力。NASA 甚至接手了该项目，将其升级为 DC-XA 继续测试。

然而，命运在 1996 年 7 月情况急转直下。在第四次测试飞行中，DC-XA 成功完成了所有飞行动作，但在着陆时，四个着陆支架中的一个未能展开，火箭倾倒在地面，推进剂泄露引发大火，整个箭体被烧毁。

事故本身并非不可克服的技术障碍，但它成了压垮项目的最后一根稻草。

当时的 NASA 正全力投入航天飞机计划和国际空间站建设，预算捉襟见肘。更关键的是，90 年代的发射市场还不够大，每年全球也就几十次发射，" 省钱 " 并不是最迫切的需求。再加上，当时的材料技术、飞控系统、成本控制都远未成熟。面对高昂的后续研发成本和不确定的商业前景，NASA 选择了放弃。

这一放弃，就是 20 年。直到商业航天时代来临，火箭回收才重新回到人们的视野。

02 马斯克的 SpaceX

2001 年，马斯克在筹划‘火星绿洲’计划时，曾两次前往俄罗斯试图购买退役的洲际弹道导弹，但高昂的报价震惊了他。那一刻他意识到，如果按传统方式造火箭，火星梦想根本无从谈起。

于是，2002 年，他拿着卖掉 PayPal 的 1 亿美元创立了 SpaceX，立志通过降低发射成本、实现火箭重复使用，让人类真正有能力抵达火星。

SpaceX 的火箭回收之路充满坎坷。2013 年，猎鹰 9 号首次尝试 " 受控坠海 "，火箭成功减速但最终解体。2015 年 1 月，第一次尝试海上平台着陆，火箭撞上了驳船爆炸。4 月再试，火箭在平台上倾倒。6 月发射失败，火箭在空中解体 .....

转折点出现在 2015 年 12 月。在 21 日晚上，猎鹰 9 号一级火箭在将 11 颗卫星送入轨道后，成功返回卡纳维拉尔角着陆场，实现了轨道级火箭的首次陆地回收。短短 9 分钟，改变了航天史的走向。

火箭回收真正的考验是复用。2017 年 3 月 30 日，一枚 " 二手 " 猎鹰 9 号成功发射并再次回收，证明了火箭回收不只是技术演示，而是可以形成商业闭环。此后，SpaceX 将回收复用变成了常态——有的火箭已经飞了 20 多次，发射成本从行业平均的 6000 万美元降到了 1500 万美元左右。

随着火箭回收技术的成熟，SpaceX 开始将目光投向更宏大的目标——载人航天。猎鹰 9 号的可靠性和低成本让 NASA 看到了重返载人发射的希望。经过多年的研发和测试，龙飞船项目应运而生，它不仅要把人送上太空，还要证明商业公司可以承担起这个重任。

2020 年 5 月 30 日，历史性时刻到来。龙飞船载着两名 NASA 宇航员从肯尼迪航天中心升空，这是美国自 2011 年航天飞机退役后首次用本土火箭将宇航员送上太空。而执行这次任务的猎鹰 9 号第一级，在将载人飞船送入轨道后，依然稳稳降落在大西洋上的回收平台上——载人任务的火箭也能回收，这在以前是不可想象的。

这枚编号为 B1058 的第一级成为了传奇，此后又执行了十几次任务。每一次回收、翻新、再发射，成本都在不断降低。SpaceX 宣称，他们已经将发射成本降低到了传统火箭的十分之一。

成功背后，是商业航天市场的爆发式增长——卫星互联网、太空旅游、深空探测，年发射需求从几十次激增到数百次。当 " 省钱 " 变成刚需，技术突破就有了最强动力。

但马斯克的野心远不止于此。在德克萨斯州博卡奇卡，一个更疯狂的项目正在推进——星舰（Starship）。这个高达 120 米的庞然大物，设计目标是完全可重复使用，就像民航客机一样，每次飞行只需加注燃料。如果说猎鹰 9 号证明了火箭回收的可行性，而星舰的目标则是将单位载荷的发射成本再降低 100 倍，马斯克希望通过它真正开启大规模太空运输的时代。

03 全球可回收火箭阵营

虽然猎鹰 9 号从 2015 年首次成功回收至今已近十年，但目前全球仍未出现第二款真正成熟的可回收火箭。

纵观全球，可回收火箭领域呈现出鲜明的三级分化：

一边是美国，以 SpaceX 猎鹰 9 号独占鳌头，已实现商业化运营；蓝色起源的新谢泼德完成了亚轨道回收，新格伦即将首飞。

另一边是中国，多家企业并进，长征火箭开展栅格舵试验，民营企业中蓝箭航天、星际荣耀、深蓝航天等都在加速推进，部分已完成公里级垂直起降测试。尤其是蓝箭航天朱雀三号，已经完成了多次技术试验，以证明其可重复使用能力，预计在今年将实现首飞。

还有第三梯队的其他国家——欧洲刚刚启动相关研发，俄罗斯、日本、印度基本停留在论证阶段，技术验证寥寥无几。

这种格局背后，反映的不仅是技术差距，更是对未来太空经济的不同判断和投入决心。

04 可回收火箭路线图

火箭回收并不只有一种方法，目前全球主要有六种典型技术路线：

1、垂直起降回收（VTVL）

这是目前最主流、最成熟的方式，代表作是 SpaceX 的猎鹰 9 号（Falcon 9），通过发动机反推减速，实现一级火箭在海上或陆地平台上精确着陆。中国的蓝箭航天朱雀三号、天兵科技天龙三号也都采用同类技术路线。其优势是结构简单、可重复性高，但要求发动机推力调节和着陆控制极为精准。

2、垂直起飞、水平降落 / 水平起飞、水平降落（VTHL / HTHL）

这种方式依靠机翼滑翔返回。代表作是美国航天飞机（Space Shuttle）、以及目前在轨运行的 X-37B 空天飞机。它们在火箭或助推器推送下入轨，返回时像飞机一样滑翔着陆。优点是着陆平稳、重复使用率高，但整体系统庞大、维护成本高，因此航天飞机已在 2011 年退役。

3、有翼助推器回收（Boosters with Wings）

指的是助推器自身带有可展开翼面或发动机舱，返回时可滑翔或自主飞回。例如欧洲的 Callisto 回收验证器、中国在研的可回收空天助推器方案，以及历史上的苏联 " 暴风雪号 " 助推器设想。这类设计兼具 VTVL 与航天飞机的思路，但技术复杂度高，目前仍处于试验阶段。

4、降落伞 / 气囊回收（Soft Landing via Parachute / Airbag）

这种方式历史最早、技术门槛最低。早期的 SpaceX 猎鹰 1 号、以及俄罗斯在研的小型助推回收实验都尝试过此方式。虽然结构简单，但控制精度低、落点分散、海水腐蚀严重，难以实现多次复用，目前基本已被淘汰。

5、空中捕获 / 直升机回收（Mid-Air Recovery）

代表作是火箭实验室的小火箭 " 电子号 "。他们曾使用直升机在半空中用钢缆钩住带降落伞的火箭，实现回收。但由于操作风险高、成功率低、回收后维护困难，火箭实验室已宣布转向采用 " 中段再点火减速 + 海面溅落回收 " 的新方案，用于未来的 " 中子号（Neutron）" 火箭。

6、塔臂 / 机械臂 / 网面捕捉（Tower Arm / Net Catch）

这是最新兴、最具工程美感的方式。星舰超重型助推器 "Super Heavy"，已多次验证了由塔臂 " 筷子 " 在空中夹回火箭的技术。其优点是无需着陆支架、节省重量与燃料，但要求极高的地面控制与协调精度。中国航天曾发布动画演示——通过 " 网格面捕捉 " 方式进行回收，看似科幻，但理论上可行。

在猎鹰 9 火箭已经大获成功的今天，全球已有超过 10 款火箭正在挑战垂直起降（VTVL）技术验证或工程研制阶段。并且，其中的中国火箭公司已占据超过半壁江山。

这些火箭普遍采用液氧甲烷或液氧煤油推进剂，专注于重复使用性能与着陆精度。尽管起点不同，但核心路径一致：通过高可靠飞控系统 + 可调节推力发动机 + 轻量化结构实现稳定回收。部分型号已开展低空垂直起降试验，积累关键数据。

05 火箭可回收到底有多难？

有人把火箭回收比作 " 从 100 层楼扔下一支钢笔，让它精准落进地面的笔筒 "。这个比喻很形象，但现实远比这复杂。

比如猎鹰 9 号，它是一个 40 多米高、空重 20 多吨的金属圆柱体，从 100 公里高空、以数倍音速坠落。它既不能像飞机那样滑翔，也没有降落伞可以依靠，唯一的减速工具就是自己的发动机。

这里涉及到的技术挑战在于四个 " 精确 "：

● 精确制导：火箭要在高超音速下实时计算返回轨迹，从分离点到着陆点，每秒都在解算最优路径。稍有偏差，就可能偏离着陆场数公里。

● 精确控制：用栅格舵和反推发动机在稀薄大气中调整姿态，就像用筷子去平衡一根 20 层楼高的铅笔。火箭重心高、横截面大，极易失稳翻滚。

● 精确减速：燃料只够一次机会，早了会坠毁，晚了会撞击。发动机点火时机、推力大小必须分毫不差，最终以不到 2 米 / 秒的速度 " 轻吻 " 地面。

● 精确抗扰：高空风速可达每秒几十米，火箭要像芭蕾舞演员一样，在狂风中保持平衡。传感器、执行机构、飞控算法必须毫秒级响应。

这就是为什么 30 年过去了，掌握这项技术的仍屈指可数。它不是单一技术的突破，而是材料、动力、控制、算法的系统性革命。

此外，实现火箭回收，本质上是要解决一个矛盾：既要让火箭 " 猛 " 到能推送几十吨载荷上天，又要让它 " 柔 " 到能轻盈着陆。因此，还需要四项关键技术的协同突破：

● 发动机的 " 油门艺术 "：传统火箭发动机像赛车引擎，只管全力输出。但回收需要的是 " 智能油门 "：推力能从 100% 降到 40% 甚至更低，还要能空中重启、精确调节。SpaceX 的梅林发动机可以深度节流到 40% 推力，中国的天鹊 -12 也实现了 50%-110% 的推力调节。这种能力让火箭能够在最后时刻精确 " 刹车 "。

● 空中的 " 杂技表演 " ——火箭在大气层中高速飞行时，要完成三重控制：栅格舵像方向盘控制航向，RCS（姿态控制系统）的小推进器负责微调姿态，发动机摆动（推力矢量控制）则提供最后的精确修正。三套系统无缝切换，让几十吨的铁柱子能在狂风中保持平衡。

● 毫秒级的 " 大脑运算 "：火箭的导航系统融合了 GPS 定位、惯性测量和雷达数据，每秒计算上千次，实时规划最优轨迹。更难的是容错设计——当某个传感器失效时，系统要瞬间切换备份方案。这种算法不仅要快，还要在极端环境下绝对可靠。

● 经得起 " 千锤百炼 " 的身躯：一级火箭要承受发射时的巨大推力、返回时的气动加热、着陆时的冲击载荷，还要能重复使用 20 次以上。这需要新型铝锂合金、碳纤维复合材料，以及精巧的缓冲着陆腿设计。每个部件都要在极限工况下保持结构完整。

掌握任何一项都不容易，四项技术的系统集成更是难上加难。

06 中国民营回收火箭力量

可回收火箭的成功远非实现一次软着陆那么简单。真正的胜利，是要建立 " 高可靠回收→低成本复用→高频次发射 " 的完整商业闭环。这需要发动机、飞控、材料、运维四大系统的全面突破。

目前，中国正在上演一场前所未有的技术竞赛。多家主力企业几乎同时冲刺可回收技术，各有特色：

这八家企业的集体发力，标志着中国商业航天从 " 能不能造火箭 " 进化到 " 能不能回收火箭 " 的新阶段。原计划多数在 2025 年前后实现首飞或关键技术验证，但航天计划往往充满变数。目前最明确的是朱雀三号，已官宣年内首飞。

这场竞赛的意义不仅在于技术追赶，更在于谁能率先跑通商业模式，真正实现 " 航班化 " 运营。

07 结束语

从 1993 年 DC-X 的 59 秒试飞，到 2015 年猎鹰 9 号的成功回收，再到今天中国民营航天企业的集体冲刺，可回收火箭用近 30 年时间，完成了从幻想到现实的跨越。

但这个故事远未结束。

当前的格局看似明朗：美国凭借 SpaceX 暂时领先，中国正在加速追赶，其他国家仍在起跑线徘徊。然而，真正的竞争才刚刚开始。可回收只是第一步，谁能实现高频复用、谁能把成本降到极致、谁能建立起可持续的商业生态，才是决定未来太空经济版图的关键。

这不仅是一场技术竞赛，更是一次产业革命。当火箭从 " 一次性消耗品 " 变成 " 可重复使用的运输工具 "，人类进入太空的门槛将被彻底改写。卫星互联网、太空制造、深空探索，这些曾经遥不可及的梦想，正在变得触手可及。

百米铁塔从天而降，不再是奇迹，而是新时代的日常。下一个十年，我们或许会看到火箭像今天的飞机一样，频繁往返于地球与太空之间。

这场革命，才刚刚点火。