近日,中国航天领域迎来重要进展,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完成首次发射。点火瞬间,火箭拖着蓝紫色尾焰直冲云霄,二级顺利进入预定轨道,但一级回收未能成功。这款由中国航天科技集团公司第八研究院主导研制的火箭,以“一级重复使用”为核心目标,是中国第二款首飞即尝试可回收技术验证的运载火箭。
多级火箭中,一级负责将火箭从地面加速至高空,燃料耗尽后分离;二级则接力将有效载荷送入轨道。此前,蓝箭航天的“朱雀三号”遥一火箭虽成功入轨,但一级回收验证时因异常燃烧未能软着陆。至此,美国仍是全球唯一实现一级火箭成功回收的国家——2025年11月,蓝色起源公司“新格伦”火箭完成首次一级海上回收,成为继SpaceX后第二家掌握轨道级火箭回收技术的商业企业。
火箭回收技术的探索之路充满挑战。传统多级火箭采用一次性设计,分离后坠入无人区或海域,资源浪费严重。其中,一子级因集成核心动力系统,成本占比最高。钱学森早在1963年出版的《星际航行概论》中就提出回收构想,指出未来需通过回收空火箭降低成本。1993年,美国麦道公司通过三角快帆(DC-X)验证垂直回收可行性,但直到2011年SpaceX宣布可回收计划,该技术才进入工程化阶段。2015年,“猎鹰9号”首次实现一级垂直回收,至今已完成超500次回收,显著降低发射成本。据NASA评估,其近地轨道单位发射成本已降至航天飞机时代的二十分之一。
商业航天的快速发展直接驱动火箭回收技术突破。快速增长的卫星产业,尤其是大规模星座部署需求,对低成本、大运力火箭提出迫切要求。中山大学航空航天学院副教授张亮指出,火箭研发投入通常超10亿元,若缺乏大规模发射需求,回本周期可能长达十年。因此,商业公司需通过可回收技术或产业链集成降低成本。例如,“朱雀三号”设计复用次数不少于20次,目标将发射成本压缩至2万元/公斤。
火箭回收涉及多项核心技术,包括高精度导航制导、轻量化可折叠着陆缓冲装置、大范围推力调节发动机、高效气动控制舵等。张亮强调,全球均处于探索阶段,无成熟经验可借鉴。SpaceX“猎鹰9号”曾经历四次海上或陆地回收失败,蓝色起源“新格伦”首次轨道级回收亦未成功,星舰11次试飞中半数失败。即使回收成功,仍需快速检测箭体结构健康状态,确保复用安全性。
航天工程的高风险性体现在技术集成与人为因素双重挑战。张亮比喻,一枚火箭涉及上千人协同,一个螺丝松动或电线错接都可能导致失败。因此,需通过标准化设计、流程控制及数据反馈优化技术。蓝箭航天总指挥戴政复盘“朱雀三号”回收测试时表示,火箭在40公里至3公里超音速滑行段气动控制良好,但3公里高度着陆点火阶段对飞行控制要求极高,最终因减速失败坠毁。他强调,失败是技术迭代的必经之路,“不迈出第一步就无法积累经验”。
中国商业航天正加速攻坚可回收技术。继“朱雀三号”和长征十二号甲后,天兵科技“天龙三号”预计首飞,主要验证关键能力而非完整回收。国内其他在研型号包括“智神星一号”、长征十二号乙、“元行者一号”等,起飞质量约500吨,运载能力10至18吨,主要针对低轨互联网星座部署。张亮认为,火箭设计需匹配任务需求:“猎鹰9号”面向星链卫星快速部署,强调大运载与复用性;若未来箭体和发动机成本降至百万级,则无需强制复用。”他同时指出,运载能力需平衡成本与可靠性,未来月球或火星开发将催生新需求。





