中国可回收火箭起步即超越，中美近地轨道争夺战全面打响

• 作者：观雨者

• 顾问：谈书

注：自制音频在次条。

每次飞行实际消耗的是比较便宜的推进剂，而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。

—《星际航行概论》，钱学森，1963年出版

2026年7月10日，中国可回收火箭长征十号乙在海南商业航天发射场成功发射并完成回收。

至此，我国正式成为全球第二个掌握大运力可回收火箭技术的国家。

美国航天最后的护城河宣告失守。

因为这些年他们也就剩下可回收火箭这个独门绝技可以领先全球了。

至于空间站和载人登月，进度都是一拖再拖，随时可能黄掉。

现在连可回收火箭的垄断地位都不保，他们已很难继续号称自己是全球最强大的航天国了。

那么问题来了：

• 为什么中美两国都在可回收火箭的赛道上发力？

• 中国的可回收方案和美国有什么不同？

• 未来双方又将在太空中展开哪些角逐？

接下来我们就来为大家一一解读。

第一节·大烟花的降本增效史

现在火箭的载重比是2%~3%，也就是说如果你要送一个10吨左右的东西上天，就要报销掉一枚500吨左右的火箭。

这大烟花放得让人心疼。

所以人们一直都在想办法降低太空运输的成本，其中一个重要的思路就是制造可重复使用的飞行器。

美国在上世纪80年代曾尝试过航天飞机，不过效果并不好。

这类飞行器虽然可以重复使用，但制造价格昂贵，且发射用的主燃料罐依然是一次性的，单次发射成本并不低。

更糟的是，它的可靠性还很坑爹。

历史上航天飞机总共发射了135次，这里面就炸了2次，导致14名优秀宇航员丧生。

所以该项目在2011年就彻底退出了历史舞台。

另一条路线就是可回收火箭，其中最出名的无疑是SpaceX的猎鹰系列和星舰。

值得一提的是，贝索斯的蓝色起源公司也在搞，而且起步更早，只是进度较慢，至今仍处于实验阶段（火箭型号：新格伦）。

2015年，蓝色起源和SpaceX先后完成了火箭回收实验。2年后，SpaceX的可回收火箭成功实现商业化运营，主力型号是猎鹰9号（Falcon 9）。

同年，我国也正式立项，加入到了火箭回收这条赛道中。

这么看起来，我们的起步是不是太晚了？

SpaceX早在2002年就创立了，当时我们为什么没有马上追赶，而是等到人家已经商业化运营了才立项？

原因有很多，其中一个重要原因是：

在2015年之前，这条技术路线的前景还不明朗，全球航天界普遍对其持怀疑态度。

因为可回收火箭其实并没有看上去的那么省钱。

这是为什么呢？

在这里我们需要先明白一个基本的道理：

可回收火箭并不是简单的重复使用一次就能回本。

这类火箭的建造成本本来就比一次性火箭高，而且还要额外建设回收场地和火箭维修设施。

每次发射任务结束后，工作人员都要把回收的火箭运回工厂维护，进行一系列包括清洗、维修、更换耗材...在内的工作。

这些都是钱，就连工作人员都要多养一批。

所以，如果要把可回收火箭的发射成本降到比一次性火箭更低的水平，就需要在短期内进行多次发射。

即高频运营。

道理很简单：

你的发射场、着陆场、备件库存折旧、厂房维护、团队供养.....都是固定支出，发不发射都要定时扣钱。

如果每年只发射几次，那么平摊到每次发射上的成本就是天价；但如果一年发射一两百次，那摊下来的成本就是洒洒水了。

而且发射多就意味着零件进货量大，批发还能打折。

按照马斯克的说法，在高频运营的前提下，猎鹰9号只需要发射两次就能跟传统火箭的成本打平。

而联合发射联盟的CEO托里·布鲁诺则做过另一个估计：

如果一年只发射几次，那么一枚可回收火箭得重复用个十次左右，才能把发射成本降到和传统火箭一样。

总而言之，如果做不到一年上百次的高频运营，可回收火箭其实没有太明显的优势。

规模出效益嘛，工业领域都一样，火箭也不例外。

这有问题吗？

问题很大。

因为这个世界压根就没那么多卫星需要发射。

在很长的一段时间里，全美一年的火箭发射总量也就30次左右。

这点市场体量能分给SpaceX几个订单？撑死了20来个。

在2018年之前，SpaceX最高的年发射次数就是2018年的21次，之前的年份只有几次到十几次。

这点发射量让火箭回收看起来就像是脱裤子放屁。

一个2002年就立项的项目，到2018年还没有找到存在的意义，我们对这条赛道保持谨慎是正常的。

然而不得不承认的是，马斯克确实是个猛人。

他硬生生的解决了这个问题。

第二节·马斯克的神来之笔

2018年，两颗试验卫星被猎鹰9号成功发射升空，这标志着一个全新的项目进入了部署阶段：

星链。

该项目的主要内容是发射大量低轨卫星，在地球上空组成一张巨大的通信网络，为全球提供互联网通信服务。

大致可以理解为一群飘在太空中的通信基站。

星链初期规划的卫星数量是几千颗，后来不断扩容，现在整个规划已超过4万颗。

而一枚猎鹰9号能带20多颗星链卫星上天，4万颗够它发射一千多次了。

于是市场想象力瞬间打开，投资款纷至沓来。

2019年，随着首批60颗卫星入轨，星链项目正式开始大规模组网。

此后猎鹰9号就再也不缺发射订单了，尽管大部分都是自己给的。

你别管它是不是左脚踩右脚，你就说它上没上天吧。

不过这套闭环的商业逻辑依然存在一个问题：

这个世界真的需要4万颗低轨网络卫星吗？

人们虽然可以通过这些卫星的信号来上网，但效率肯定比不上连接光纤的地面基站。

所以按常理，这个产品不可能在城镇区域挑战地面基站的地位。

它最适合的定位是作为地面基站的补充，为基站不足的偏远地区提供通信服务。

而偏远地区显然是没多少客户的。

所以几万颗卫星的组网计划怎么看怎么都像是画大饼。

难不成人们会放着好好的地面基站不用，非要去用你这个性能更差且更贵的太空基站？

还真是。

现实中的星链项目已经取得了巨大的成功，是当前SpaceX最主要的利润来源。

而它之所以能成功，就是因为真的有大量国家和地区的城镇人口选择了它。

这不科学。

这帮人为啥不用地面基站呢？

其实我们之所以会有这样的疑问，主要是因为我们是中国人。

在我们看来，地面基站这种基础设施是理所当然就存在的，而且还会自己不断的迭代升级。

毕竟我们连珠穆朗玛峰都建有5G基站。

生活在这样的环境里，我们就很容易高估其他国家的基建水平。

颇有点何不食肉糜的意思。

现实中大部分国家的地面基站建设非常糟糕，尤其是发展中国家。这些地方的地面基站用起来还不如星链，甚至压根就没有。

而星链正好可以为这些国家省去高昂的基建成本。

你们不需要大规模建设基站和铺设光纤，竖个锅盖就能上网。

它的使用体验虽然跟我国最新的通信设施没法比，但跟很多国家长期摆烂的设施比起来，那就是飞一般的感觉了。

SpaceX狠狠的吃到了一波世界摆烂的红利。

而对于我们的国际市场开发来说，局面就比较严峻了。

之前我们预想的开发模式是去各国帮助他们修建通信基础设施，现在看起来这个需求怕是要大幅缩水了。

未来如果要继续争夺国际通信市场，就必须搞出自己的星链。

而且俄乌战争还充分证明了星链系统在战争环境下的巨大作用。如果乱世真的会降临，那么抓在自己手里的星链系统就是刚需。

然而当我们刚开始往这个方向努力时，马上就碰到了一个巨大的麻烦：

留给我们的时间不多了。

这是因为近地轨道的空间有限，不能无限容纳卫星，如果别人先把位置占了，我们就没位置了。

在现实中，负责协调低轨空间资源的主要机构是国际电信联盟（ITU）。

其基本规则是先到先得。

你需要发多少颗卫星就提前申请，然后ITU会在一个年限内为你保留位置。

在星链项目出现之前，各国每年发射的卫星很少，所以位置管够，并不着急。

但星链上马之后，情况就完全变了。

马斯克目前申请了4.2万颗卫星的轨道资源，其中2.7万颗已获批，剩下的也在走流程。

而他们现在一年能发射3000多颗星链卫星，在规定年限内把位置占满毫无压力。

星满为患了属于是。

所以我们的时间很紧迫。

不过这种低轨通信卫星并不难造，工业克苏鲁只要愿意，很快就能大批量生产出来。

真正的关键是把它们送上天的火箭。

我们之前的火箭都是为运送少数高价值卫星设计的。

它们的性能很强，但发射成本也很高，用来大规模发射廉价低轨卫星并不划算。

这时候可回收火箭的价值就体现出来了。

所以我们不得不追赶马斯克的步伐，全力研发自己的可回收火箭。

不过追赶不等于照抄。

我们有自己的方案。

第三节·独家方案

从长征十号回收的画面我们可以看到，我们使用的回收设备和SpaceX是完全不同的。

那么我们为什么不直接学习SpaceX的现成方案呢？

要解释这个问题，就需要先拿SpaceX的猎鹰9号来举个例子。

该火箭在降落的时候，主要是靠身上的四个支撑腿来撑住自己。

这个方案看起来非常简单合理，但它存在着三个重大缺点：

首先，支撑腿太重。

支撑腿的结构复杂，即使用最轻的碳纤维材料制造，每个腿的重量也有600多公斤，四个加起来差不多两吨半。

而火箭箭体是出了名的“寸土寸金”，平时调整重量都是按克来算的，现在一家伙就增重两吨半，简直残暴。

按猎鹰9号有效载重16吨计算，增加两吨半死重就意味着浪费15%的运力，代价不可谓不大。

其次，站不稳。

火箭的体型又瘦又高，仅靠四个长度有限的支撑腿很难站稳（加长支撑腿会导致重量无法接受）。

这个问题在海上回收平台上尤为明显。

大海是个无风三尺浪的地方，再怎么好的天气也避免不了平台的摇晃。

这样的结果就是猎鹰9号在海上回收时曾多次因“站不稳”而倾倒，并引发起火和爆炸。

而支撑腿的不给力又反过来限制了火箭的尺寸。

道理很简单，越高越大就越站不稳。

最后，着陆太硬。

无论怎么设计缓冲结构，用支撑腿降落都属于“硬着陆”。

这种冲击对火箭箭体的损伤是不可避免的，会导致火箭寿命和可靠性的降低。

越大的火箭冲击越严重，猎鹰9号这样的尺寸基本就是极限了。

所以SpaceX在研发更大型的火箭时就只能另想办法。

而办法就是建造一座高塔，然后用一个类似筷子的机械装置把降落的火箭夹住。

他们的星舰就是这么回收的。

那我们为什么不学这个呢？

因为这套方案也有局限性。

首先，“筷子夹”是用机械臂直接卡住火箭，仍是一种硬着陆，同样会对火箭箭体造成损伤。

其次，这种回收方式对于降落的精度要求很高，误差不得超过几厘米。

这就导致它只能建在陆地上。

因为正如上文所说，大海是一个无风三尺浪的地方

晃来晃去的海上平台根本无法实现高精度操作，到时候随便一个浪过来就降落失败、起火爆炸，直接箭毁船沉。

但这里又有一个问题：

为什么非要把回收平台建在海上，在陆地上不也一样可以回收么？

没错，“陆地发射—陆地回收”的模式确实可以，但限制比较多。

如果在内陆地区发射，又长又粗的火箭就要在陆地交通系统中运输，非常不方便。

我国的老款火箭为了能搬上火车，只能把直径限制在3.35米以内，无法满足大尺寸卫星和空间站飞船的发射需求。

即使是公路运输，直径也最好不超过4.5米，否则沿途就得拆掉很多立交桥才能通过。

美国猎鹰9号的直径是3.66米，勉强还能在内陆运输；我们的长征十号直径达到了5米，基本就没法通过常规道路了。

所以重型火箭的发射场地都设在海边，这样火箭可以通过海上船舶来运输，彻底解决了交通限制的问题。

长征十号就是在位于海边的海南商业航天发射场发射的。

而如果是在海边发射，就不适合再进行陆地回收了。

为什么？

这就跟火箭发射的方向有关了。

为了利用地球自西向东自传的初速度，全世界的火箭都是尽可能的往东发射。

北半球国家的卫星如果需要去往赤道轨道，就得往东偏南的方向发射。

而我国的东边和南边都是海，所以如果从我国的海边发射，必然会飞到海面上空，回收的时候已经离开陆地好几百公里了。

以美国的猎鹰9号为例，该火箭在飞了300多公里后才会分离一级火箭并开始回收作业。

这时候再让火箭调头、长途跋涉飞回陆地是件非常不划算的事，因为这会浪费大量的燃料。

所以，把回收平台开到几百公里外的海面上去迎接火箭，才是最经济合理的选择。

根据最新的消息，现在连SpaceX的星舰也要进行海上回收了，为此该公司将不得不在星舰上安装6个支撑腿，增加一堆死重。

总的来说，支撑腿太累赘，筷子夹又出不了海，都不合适。

而我们的解法是在海上架起一张“凳子”，就是那种在两广地区很常见的样式。

这个凳子就是回收桁（héng）架，上面装有网绳，等火箭降落的时候就用网绳把火箭兜住。

这条技术路线叫“绳网式回收”。

第四节·天才的构想

“绳网式回收”的具体工作原理是这样的：

回收桁架上装有激光雷达，可以实时测量火箭的位置和姿态。

然后它会根据火箭的实际位置驱动绳索，调整绳网的定位，精准把火箭兜住。

这个方案妙就妙在它不是硬着陆，而是柔性捕捉。

所以它的容错率很高，也不怕风浪摇晃。

于是火箭回家时只需要保证能降落到“凳子”的大框框里就行，剩下的事交给全自动的绳网去做即可。

不得不说该方案的设计者是个真正的天才，而工业克苏鲁有能力把任何一个巧思应用到实践中。

当然了，这么大一个回收装置，肯定需要一艘大船来托住它。

负责回收长征十号的回收船是“领航者号”，排水量2.5万吨，宽度超过50米，安装回收桁架（即大板凳）后，高度超过了73米。

这种级别的船对于现在的美国造船业来说很头疼，但对于我们这个全球第一大造船国来说就是小菜一碟了。

综合来看，整个回收平台堪称是绝对力量和精妙巧思的完美结合。

不过我相信大家最关心的还是这个问题：

中美可回收火箭的技术哪家强？

第五节·星际长征

长征十号是一个系列，因为采取了模块化设计，所以家族成员非常丰富，有：

• 长征十号登月载人版、

• 长征十号登月载货版、

• 长征十号甲近地载人版、

• 长征十号乙近地载货版、

• 长征十号丙近地甲烷燃料版、

此次发射的是长征十号乙。

相对SpaceX的猎鹰系列火箭，长征系列火箭有一个非常大的优势：燃料。

猎鹰系列火箭用的是传统液氧煤油。

该技术成熟可靠，传统的一次性火箭基本都用它，但它有一个问题：

煤油燃烧会产生会积碳。

这对于一次性火箭来说毫无影响，反正最后是全部扔掉，但如果是可回收火箭，那就很麻烦了。

因为在下次发射前，你得把积碳清洗干净。

这个工作需要对发动机进行拆卸，非常费时费力，而且如果有管路没有清洗干净，还会影响火箭的可靠性和寿命。

使用这类燃料的可回收火箭，重复使用个几十次基本也就到头了。

如果我们经常关注SpaceX的视频就会发现，猎鹰9号在回收时，外表经常是脏兮兮的，这就是积碳。

外表尚且如此，内部管路脏到什么程度就更不用说了。

上个时代的技术，终究不适合这个时代的江湖。

而长征系列的货运火箭将采用另一种燃料：

液氧甲烷。

（注：为确保稳妥，长征十号乙的一级火箭仍采用液氧煤油，二级火箭为液氧甲烷。长征十号丙将全部采用液氧甲烷。）

甲烷燃烧后不会产生积碳，所以无需对火箭进行拆卸和清洗。一次发射后可以立刻重新加注燃料，第二天甚至几个小时后就能再次发射。

这是目前最适合可回收火箭的燃料。

不过甲烷的储存条件比煤油苛刻得多，加注的时候要保持零下161度以下的冷冻液化状态，而煤油常温就可以。

所以液氧煤油只需要处理液氧的低温，液氧甲烷则要同时处理液氧和甲烷的低温，系统复杂程度提升不少。

现在中美两国都在全力发展液氧甲烷燃料的应用，而中国目前处于领先地位。

我们早在2023年就成功用液氧甲烷火箭将载荷送入轨道（朱雀二号），现在应用到长征十号上只是水到渠成。

当然，SpaceX的星舰用的也是液氧甲烷，不过该火箭目前仍处于实验阶段。

而当我们拥有了完善且强大的可回收火箭体系后，就可以在近地轨道的争夺战中发起有力的反击了。

第六节·近地轨道决战

从2020年开始，中国版的星链项目就陆续上马，目前已经公布了六个，分别是：

• 国网星座、

• 千帆星座、

• 鸿鹄星座、

• 吉利未来出行星座、

• 天启星座、

• 三体计算星座。

总计申报规模超5万颗，完全对标SpaceX的星链布局。

其中申报规模最大的千帆星座（1.5万颗），到目前为止已完成至少10批次的组网发射，在轨卫星数量达到164颗。

当前的发射该星座的主力火箭是长征八号，主要的发射方式是“一箭十八星”。

不过尽管能做到一箭十八星，传统发射模式成本高、频率低的缺点还是导致时间不够用。

比如说千帆星座今年到目前为止只发射了四次，2024年和2025年全年都只发射了三次。

也就是说按现在的发射效率，每年能送上天的卫星只有几十颗，要完成规划的1.5万颗发射任务，压力很大。

了解了这一点，你就能更深刻的体会到长征十号的意义。

长征十号乙的运力是长征八号的2倍，用它运送星链卫星可一次搭载40颗左右。

再加上可回收技术的成熟和液氧甲烷燃料“免清洗、快节奏”的特点，接下来我们对低轨空间的争夺将全面加速。

而且，我们不止有长征十号。

结语

我国现在有很多民营公司也加入到了可回收火箭的赛道中，比如蓝箭航天、中科宇航、深蓝航天、天兵科技、星际荣耀......

所以中国目前共有几十款可回收火箭在研发，今年首飞的就有13款（包括下半年计划），发射档期已经排得满满当当。

这里面既有液氧煤油路线，也有液氧甲烷路线，回收方案更是五花八门：

有模仿猎鹰9号用自带支撑腿降落的，也有学星舰用筷子夹的，还有直接减速扔海里再捞起来的，甚至有极限降本、把一次性火箭的发射成本降到比可回收火箭更低的......

而且大中小各型尺寸都有，可以更加专业的匹配不同轨道的各类任务，资源利用效率比猎鹰9号那种“一个型号什么都干”的模式高得多。

面对中国的饱和式研发，马斯克很快就会在可回收火箭市场里看到一个熟悉的场面：

他一个品牌跟中国的一大堆品牌PK。

未来的胜负是没有悬念的。

说起来，马斯克是美国现在极少数还能在制造业领域和中国对抗的人之一。

站在这个角度上看，他是一个值得尊敬的对手。

只是个人的光芒终究照亮不了一个帝国的黄昏。

美国给不了他大型的海上回收船，给不了他靠谱的月球开发工程、给不了他海量的高素质产业工人，甚至连电力供应都保证不了......

所以无论他的个人能力如何强大，都阻止不了工业克苏鲁的追赶步伐。

在可以预见的未来，产能过剩的风必将吹到火箭回收领域，所有工业王冠上的宝石也终将被我们碾为齑粉。

全文完

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