中国火箭第一次站着回家，它是怎么踩住最后一脚刹车的？

今天上午，甘肃民勤有一群人在等待一根从天而降的钢柱

它在近 400 公里外的东风商业航天创新试验区升空，把二级往轨道方向推，朝着沙漠边上一块 60 米见方的水泥场坪落下来，展开四条着陆腿。

然后，稳稳站住了。

这是中国首次实现入轨级运载火箭一级陆地着陆腿回收，也是中国民营航天第一次成功着陆一枚轨道级火箭助推器。

今年 7 月，长征十号乙完成中国首次运载火箭一级可控回收，用的是海上平台的网系捕获，就像用网兜接住一个落下来的东西。

朱雀三号的回收方式跟 SpaceX 更接近：自己展开着陆腿，垂直落在地面。

这也不是朱雀三号第一次尝试了。

去年 12 月，遥一第一次挑战入轨级火箭一级回收。一级在起飞 130 多秒后和二级分离，之后一路飞到民勤。回收场已经出现在脚下，最后几公里的着陆点火却出了问题，残骸落在场坪边缘，距离中心大约 40 米。

朱雀三号任务总指挥戴政后来形容：「最后一脚刹车没有踩好。」

这一次，刹住了。

不过还有一个令我好奇的问题，为什么费这么大劲，要在 300 多公里外，重新给火箭修一个「终点站」？

火箭为什么不直接飞回去？

当一级(助推器）和二级分离时，火箭已经不是悬在发射场正上方了。

它一边往高处飞，一边还带着很高的水平速度往前走，这其实有点像一辆已经在高速公路上跑起来的车。

现在有两个选择。

一个是让它掉头——发动机重新点火，先把向前的速度减下来，再把飞行轨迹扳回发射场。SpaceX 把其中这个动作叫作 boostback burn，也就是「回推点火」。

问题是，掉头得留油。

火箭带上去的每一公斤推进剂，最终都要在「送载荷上天」和「把自己带回来」之间分账。

蓝箭目前公布的完整构型中，一次性使用时近地轨道运力是 21.3 吨；如果一级顺着航迹在下游回收，运力是 18.3 吨；如果要求一级重新返回发射场附近，运力只剩 12.5 吨。

换句话说，让火箭回来，是要交「运力税」的。回得越折腾，这笔税通常越高。

所以还有第二种做法——别让一级掉头。

它本来就在往下游飞，那就在它本来要经过的地方，提前修一个落点。

民勤就是这么来的。

朱雀三号副总师董锴此前还算过一笔更细的账。

遥一为了安全，把回收场放在距离发射场约 390 公里的位置。朱雀三号完整构型未来对应的回收射程则可以做到约 550～600 公里。按照他的估算，回收射程每增加 10 公里，火箭大约可以多释放 150 公斤运力。

听起来有点反直觉。回收场不是越近越好吗？

还真不一定。

回收场越近，一级就得越早和二级分开。一级少干的活，只能交给二级继续干。反过来，如果允许一级顺着原来的方向多飞一段，它就能多给整枚火箭贡献一些速度。

这有点像接力赛，第一棒跑得越远，第二棒就能少跑一点。

这时候再看 SpaceX，就很好理解了。

Falcon 9 长期也同时使用两套回收方式。

有些任务让一级重新回到发射场附近的陆地着陆区，需要安排回推点火。

另一些任务则干脆让一级继续往前飞，落在提前部署在下游的海上无人回收平台。

落在海上还是陆地，这二者的区别很大程度上来自地理。

SpaceX 在美国的主要发射场临海。火箭沿着安全方向往下游飞，下面往往就是大海。无人回收平台可以提前拖到预计落区，接住一级以后，再把它拖回港口。

朱雀三号从内陆起飞，下游没有一片海，自然只能停在甘肃了。

从几十公里高空回来，火箭一直在「换司机」

不过，知道终点在哪里，还只是第一步。

一枚几十米长的火箭从高空掉下来，并不会自己老老实实对准那块 60 米见方的水泥场坪。

整个返回过程中，不同的系统要轮流接管它，遥一的真实飞行已经把这条路线走过一次。

一二级分离以后，一级先进行大角度调姿。它要把原本朝着太空飞的姿态重新调整过来。大约下降到 80 公里高度时，发动机进行再入点火。到 40 公里以下，发动机关机。接下来火箭进入气动滑行，依靠栅格舵、飞控系统继续控制姿态和落点。

这里有个挺有意思的地方——火箭并不是从头到尾靠同一套东西控制，它更像是一路换不同的司机。

在很高的地方，空气太稀薄。

栅格舵虽然已经展开，但这时候就像把手伸到一辆几乎停着的车窗外，能借到的风很有限。火箭还需要反作用控制系统，也就是 RCS，用小型喷气不断修正姿态。

继续往下，空气越来越稠，四片栅格舵才越来越有存在感。

它们看起来像四块金属网，插在高速气流里，不断调整角度。火箭往左偏一点，它修回来；落点预测往右跑了，再修回来。

到了最后几公里，空气阻力又不够用了。

发动机则重新接班。

蓝箭其实早在 2024 年就用 VTVL-1 试验箭，把这套「换司机」的过程练过一遍。

那次试验箭最高飞到 10002 米。高空遇到了约 36 米/秒的横风。火箭一边靠实时风修，一边让栅格舵和冷气姿控系统共同稳住箭体。无动力滑行大约 40 秒后，它下降到 4.64 公里，速度达到约 0.8 马赫。

发动机重新点火。

最后，这枚 68 吨级的试验箭落在距离场坪中心 1.7 米 的位置，落地垂直速度约 1.65 米/秒。

1.7 米是什么概念？

对一个直径 3 米多、从 10 公里高空掉下来的家伙来说，差不多就是把它从天上扔下来，最后塞进了一个停车位。

到了真正的朱雀三号上，这套控制要面对的环境更复杂。它不再是一枚专门起飞十公里、再落回来的试验箭。

一级（助推器）已经刚刚把二级往轨道上送了一程，现在还得自己回来。

最后一脚刹车，不能只有「开」和「关」

《战国策》里有句话：「行百里者半于九十。」后面还有一句：「此言末路之难。」

放到火箭回收上，几乎是字面意思。

遥一前面几十公里的返回其实已经完成得相当不错。到了距离地面几公里的位置，场坪已经在下面。

剩下的，就是最后一次点火，总指挥戴政把它叫做「急刹车」。但火箭的刹车，比汽车难踩得多。汽车踩深一点、浅一点，车慢慢停下来。

火箭发动机同样不能只有开和关。

如果最后一直用最大推力，火箭可能减速太猛；如果推力不够，它又会继续往地面砸。所以最后几秒，发动机必须不断调整推力。

蓝箭此前用来验证回收技术的天鹊-12 改进型发动机，推力可以在大约 45% 到 110% 的范围内调节，而且支持空中多次点火。

你可以把它理解成一个特别暴躁的刹车踏板，只不过脚下面一台几十吨级推力的火箭发动机。

与此同时，计算机还在不断算：

我还有多高？

还剩多快？

离场坪中心还有多少米？

下一秒应该把推力调到多少？

还有一个麻烦藏在油箱里，开车不用操心这件事，重力会让油老老实实待在油箱底部，油泵知道去哪儿找。

火箭却会经历失重、翻身、大姿态机动，里面的液氧和甲烷也会跟着晃。等到发动机准备再次点火，推进剂必须重新回到发动机入口附近。

蓝箭在遥一任务中专门验证了这套低温推进剂管理和「沉底」能力，以保证发动机能够多次重新启动。

用大白话讲，就是发动机准备喝油之前，还得先保证吸管下面真的有油。

遥一最后偏偏就倒在这一段。

再入点火做了，气动滑行做了，场坪也已经对准了。最后几公里，着陆点火出现异常。

这就是戴政说的「最后一脚刹车没有踩好」，而遥二这次终于控制好了脚法。

接住火箭以后，还要再飞一次

到这里，火箭终于站住了。

但对于一枚「可重复使用」火箭来说，事情才完成一半。火箭落下来，意味着「能不能回来」这件事有了着落。下一件事是「还能不能再飞？」

这两个问题的差别很大。

如果每次火箭回来，都需要拆开发动机、换掉大量零件、维修几个月，那它即使理论上能够重复使用，也很难变成一种便宜、高频的运输工具。

未来想要实现的，是让它越来越像飞机：落地、检查、维护、加注、再起飞。

蓝箭以前已经拿 VTVL-1 做过一次小规模的循环。2024 年 1 月，它完成第一次百米级垂直起降试验。飞完以后，团队没有把它送进展厅。这枚火箭被重新检查、维护和改装。

几个月以后，还是同一枚试验箭，又飞了一次 10 公里级试验。

蓝箭在第二次试验后专门提到，这次复飞实际验证了不锈钢箭体、发动机和箭载航电设备在重复使用后的状态，也积累了检查和维护经验。

甚至火箭刚落地时，人也不是马上就能冲过去围观，里面可能还剩低温液氧和甲烷。

蓝箭给 VTVL-1 建过专门的回收后处理流程，通过摄像、光纤和远程控制，在安全距离外处理箭体和剩余推进剂。

等这些事情做完，真正的「体检」才开始。

箭体有没有变形？

经历再入加热以后，不锈钢结构和焊缝状态怎么样？

发动机还能不能再次可靠点火？

航电、传感器和阀门有没有留下肉眼看不到的损伤？

蓝箭选择不锈钢箭体和液氧甲烷，本身也和这件事有关。

不锈钢更耐高温，也更适合反复经历返回环境；甲烷燃烧相对干净，不容易像一些碳氢燃料那样留下大量积碳。蓝箭此前给朱雀三号设想的最终状态，甚至包括一级发动机回收以后尽量减少下箭拆检，让整备流程逐渐走向「航班化」。

蓝箭现在给朱雀三号公布的目标，是一级设计重复使用次数不低于 20 次。

央视今年 2 月报道的路线图里也提到：一级成功回收以后，蓝箭计划继续推进维修维护和可靠性验证，并尝试把回收回来的一子级真正装到后续火箭上再次飞行。

在科幻电影里的飞船，已经很少需要花大量篇幅解释：「它到底能不能回来？」它们自然地穿梭于银河之间，往返，航行；故事往往从星际航行之后才真正开始。

现实里的火箭，还在解决更基础的问题：怎么回来，以及回来以后怎么再出去。

遥二这次算是回来了，我们也不用每次都羡慕别人的「筷子夹火箭」了。

现在开始我们可以开始期待，它第二次、第五次、第十次回来在什么时候，直到「火箭回收成功」不再是一个大新闻

科幻作品总爱写人类抵达了多远，但现实的星辰大海，可能得先让火箭站着回家开始。

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