投资研究——火箭回收技术怎么搞？

火箭回收技术从理论构想到商业化应用，经历了近70年的技术迭代。2015年12月，SpaceX的猎鹰9号首次实现一级火箭陆地垂直回收，标志着可重复使用技术的成熟。至2024年，其重复使用次数已超20次，单次发射成本降至2000万美元（较传统火箭降低70%）。自马斯克开始，中美两国都进入了火箭回收技术研发的大时代。

毫不夸张的说，马斯克在美国航天界的异军突起，也同样鼓舞了大洋彼岸致力于航空航天事业的中国人——尤其是在商业航天领域。在这之前，中国几乎没有商业航天这个概念，整个航天产业都是政府在主导。2000年​时，《中国航天发展“十五”规划》首次提出发展商业航天，但受限于体制，商业化进程缓慢。2014年​，国务院明确鼓励民间资本进入航天领域，为商业航天注入政策活力。中国商业航天在步履蹒跚中起步，应该说政策文件有了，那民间资本想进入，还是很难的，大部分也是在观望中。随着马斯克商业火箭发射成功，中国也终于​有了巨大的政策突破​，《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025年）》出台，明确“能商则商”原则，允许民营企业参与卫星制造、发射和应用。所以很多人把2015年叫做中国商业航天元年，与此同时，众多商业航天创业项目应运而生。

中国的初创公司主要集中于三大领域，卫星制造及组网、火箭发射、发射场。你会发现，在这其中，火箭发射成为重中之重。如何降低火箭发射成本，成为商业航天能否持续的关键。否则，没有哪个公司能承担起，发一次卫星就得重新再造火箭，成本太高了，只有国家才能承担的起。用大白话来讲，火箭发射就相当于快递公司，快递公司肯定希望自己的物流运输车能够持续使用，而不是用一次报废一次。如何降低成本，一是制造成本要降低，二是增加运力，三是增加使用次数。

对于火箭成本，占比最大的动力系统（占比30%-50%）​​，其中液体火箭发动机是成本最高的部分，例如猎鹰9号的梅林1D发动机单台造价约100万美元，一级助推器需9台，总成本达900万美元，其次是燃料箱与结构​，箭体材料（如碳纤维）和燃料储存系统占总成本的10%-20%。如何降低成本，成为中美工程师绞尽脑汁的重要挑战。一方面降低材料使用成本，开发更便宜更轻便的新材料，另一方面就是如何重复使用，只要多用几次，成本一摊销，就降低了，问题是如何实现重复使用，这就关系到可回收技术了。

可回收技术是目前中美航天界最炙手可热的技术。目前，SpaceX实现了一级可回收。2024年，SpaceX推进“星舰”超重型火箭研发，目标实现两级完全回收，进一步降低发射成本至每公斤200美元以内。很简单，可回收一旦成为事实，发卫星就像送快递一样便宜，发动机可重复，火箭箭体可以重复，唯一消耗的是燃料、催化剂及一些辅材，这将是一个史诗级发明。问题来了，如何实现可回收，中国企业可以复制SpaceX的可回收技术吗？

可回收火箭的技术路线主要有三种：​垂直起降回收（VTVL）​、伞降回收和气动回收。

• 垂直起降回收通过发动机多次点火调整姿态，利用栅格舵和着陆缓冲系统实现精准着陆，代表案例是SpaceX的猎鹰9号，其一级助推器可重复使用数十次，显著降低发射成本至每公斤2000美元以下。
• 伞降回收则依赖降落伞和气囊缓冲，如美国“电子号”火箭，技术门槛较低但运载能力损失较大。
• 气动回收属于升力式水平回收​（或称气动减速无支腿回收），是火箭回收技术中一种通过调整飞行器姿态利用大气阻力实现高空减速的创新路径。其核心原理是在火箭高速再入大气层时，通过大迎角俯冲或可控翼伞设计，利用气动升力与阻力结合，将下降速度从超音速骤降至亚音速甚至更低，最终通过无支腿着陆装置（如“鹰爪夹”）或滑翔控制实现精准捕获。这种技术路径与SpaceX星舰二级回收方案同源，但中国企业在不锈钢箭体、低成本航电等方向形成了差异化创新。

马斯克选择垂直起降回收作为核心路径，其优势在于回收精度高（误差小于10米）、复用次数多（猎鹰9号达15次以上），且液氧煤油发动机虽需清洗维护，但规模化生产降低了单次成本。这一技术依赖深度变推力发动机（如梅林1D）和实时导航算法，通过3-4次点火控制火箭速度与姿态，最终实现平稳着陆。

中国正加速追赶，深蓝航天和蓝箭航天分别完成10米、300米级垂直回收试验，采用液氧甲烷发动机（如“天鹊-12”）减少积碳问题，维护成本更低。但差距仍存：中国发动机比冲（300秒）低于SpaceX“猛禽”（380秒），复用次数仅5次（测试中），且发射成本为美国4-9倍。除了模仿马斯克的垂直起降技术，中国也有创业公司选择了气动回收技术。

气动回收的优势在于大幅降低运力损失（仅1%-3%，而垂直回收损失24%-40%），且可同时应用于火箭一级和二级回收。为什么能降低损失，相比垂直回收，气动回收在返回初期，并不需要太多的推力，靠的是气动外形控制，只有在离地面几百米的时候需要推力辅助，也就是说，在返回阶段，它需要的燃料远远少于垂直回收，这样就能有更大的空间聚焦于发卫星了，极大降低火箭运营成本。中国航天科技集团在2024年完成的10公里级垂直起降试验中，已验证了大承载着陆缓冲技术，为气动回收的工程化奠定基础。然而，该技术对高超音速控制经验要求极高，需解决热防护（耐2500℃以上高温）和气动外形优化难题。

当前，中国企业的探索集中在无动力气动滑翔和喷气辅助回收两种方案：前者类似航天飞机滑翔着陆，依赖箭体气动外形调整姿态；后者则通过微型喷气发动机实现机动控制。尽管尚未进入全箭回收阶段，但中国在风洞试验、高精度导航算法等领域的技术积累，为其突破气动回收瓶颈提供了支撑。未来若能在2025-2026年实现百公里级气动减速试验，将标志中国进入可回收火箭全路径竞争的新阶段。

到目前为止，中国企业在复制马斯克垂直起降技术上走的不是很顺，为什么，因为中国之前的技术积累太少，甚至可以说是从0到1，难度相当大。当然即使难度这么大，中国商业航天人，也有了起色，但是离真正实用还有很大一段距离。

相反，在气动技术上，中国确有很多技术储备。为什么，因为中国的高超武器，世界第一。而高超武器与气动回收技术有很多交叉点。原理上有共通性，高超武器和火箭气动回收技术都涉及到空气动力学原理的运用。高超武器通常指飞行速度超过5倍音速（约6120公里/小时）的武器系统，如高超音速导弹等，其在飞行过程中要应对复杂的气流环境，需要通过优化气动外形设计，如采用乘波体、升力体等布局，来提高升阻比和飞行稳定性，以实现高速飞行和机动突防。火箭气动回收技术同样依赖空气动力学，依靠增大飞行器自身的气动阻质比来实现快速减速，通过调整火箭的姿态和速度，使其在返回过程中保持稳定飞行，像SpaceX星舰二级在再入过程中，通过上下两组舵面进行气动控制，减速至亚声速。

如果说中国商业航天人做垂直起降回收是从0到1，做气动回收可能就是从1到100。至少在起步阶段，有一定的技术储备了。当然，有技术储备并不一定能够成功，还得需要大量的研发设计。

对于中国创业起来说，如何整合最有效的资源实现商业模式落地，可能是他们最应该关注的问题。这几种技术，哪一种能更快落地，更快实现商业化，就能成功。这可能就是企业成功的生死线。