一枚完成发射任务的火箭一级，从高空掉头返回。它没有像美国太空探索技术公司（SpaceX）的“猎鹰9号”那样伸出四条着陆腿，也没有飞向发射塔上的两根“筷子”，而是落向海面上的一张网。
7月10日，长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场升空。完成预定任务后，一子级垂直返回，在海上平台成功回收。这是我国首次成功实施运载火箭一子级可控回收，也是全球首次采用网系方式完成运载火箭一级回收。
7月10日12时15分，长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空，将卫星顺利送入预定轨道，火箭一二级分离约6分钟后，一子级垂直返回，在海上回收平台通过网系捕获方式成功回收。图/中新社记者 骆云飞 摄
几乎同时，日本可回收火箭实验飞行器在低空测试中实现垂直着陆。此前，SpaceX已用发射塔机械臂捕获返回的超级重型助推器，也就是所谓“筷子夹火箭”。火箭如何回收，正在成为全球航天竞争发展的新焦点。
此次回收值得关注的，不只是一枚火箭被接住，还有中国为什么选择回收网，它与“猎鹰9号”的着陆腿、SpaceX的“筷子夹火箭”有什么区别，以及一次成功回收距离真正降低发射成本还有多远。
图为海南商业航天发射场测控大厅屏幕上，直播着长征十号乙运载火箭一级在“领航者”号回收船上通过网系捕获方式垂直回收的画面。图/中新社记者 骆云飞 摄
能省下多少重量？
长征十号乙的网系回收，建立在中国多年可控返回技术积累之上。2019年，长征二号丙开展栅格舵控制落区试验，使火箭一级从被动坠落转向可预测、可修正的再入飞行。同年，中国民营航天企业开展约300米级垂直起降飞行试验。此后，“星云-M”“双曲线二号”验证箭、“朱雀三号”试验箭以及国家队重复使用试验箭，先后进行了不同高度的垂直起降验证。
这些项目并不属于同一型号，不能被拼接成长征十号乙的直接研发历史，但它们反映了中国航天企业在发动机节流、姿态控制、返回制导和精准着陆等方面的整体积累。2023—2024年，试验从低空“跳跃”推进到公里级、十公里级飞行；长征十号系列一子级动力系统试车，则进一步验证了多台发动机、推进剂供应、箭体结构和控制系统的匹配。
网系回收是在这条技术链上增加的新环节。它还需要解决箭体捕获接口、柔性网动力学、缓冲吸能、平台运动补偿、捕获后防倾倒，以及海上吊装和防腐等新问题。此次任务意味着分离、再入、减速、飞行路线控制和海上捕获第一次在真实发射条件下形成闭环。
网系回收最直观的价值，是减少火箭本身携带的着陆设备。“猎鹰9号”的四条着陆腿并不是简单支架，而是包括承力结构、展开结构、折叠铰链、缓冲装置和箭体底部加强结构。有工程估算认为，相关结构可能达到2—2.4吨，约相当于“猎鹰9号”一级干重的10%，而不是加满推进剂后总质量的10%。
对于火箭而言，结构质量极其重要。按照齐奥尔科夫斯基火箭方程的简化模型，在其他条件不变的理想情况下，如果一级结构质量减少约10%，入轨有效载荷可能获得约10%的增量。
网系回收仍需增加捕获接口和加强局部结构，并保留返回推进剂，减少2吨着陆腿不等于有效载荷必然增加2吨。但如果理想情况下增加10%，也就是约2吨近地轨道运力，按照每公斤5000—8000美元估算，对应的潜在运力价值为1000万—1600万美元。这就解释了造价不低的海上平台为何在经济上依然是合算的：原本每次都要随火箭升空的设备，被转化为能重复使用的基础设施。
回收网还可以通过变形延长制动距离、降低冲击。网的价值不只是扩大捕获范围，更在于分散载荷和吸收能量。
与“筷子夹火箭”有什么不同？
SpaceX在“星舰”试验飞行中，使用发射塔两侧的机械臂捕获超级重型助推器。网系回收与机械臂捕获目标相同：取消着陆腿，把捕获设备转移到火箭之外。但两者把复杂性放在了不同位置。
SpaceX使用固定塔架和刚性机械臂，助推器必须精确返回发射场，并由机械臂托住箭体承力点。这有利于发射、捕获、加注和复飞一体化，却把风险集中在发射塔附近。国内方案采用海上平台和柔性网系，能够沿发射航迹回收，减少返场推进剂需求，也将失败风险与陆上发射设施隔离。代价是必须面对海浪、平台运动、盐雾腐蚀以及回收后的吊装和运输。
因此，网系回收并不是把SpaceX的两条机械臂换成一张网，而是重新设计火箭一子级飞行路径、捕获结构和作业流程。
目前，高频、规模化的轨道级火箭商业复用仍主要以“猎鹰9号”为代表。蓝色起源的“新谢泼德”火箭已实现亚轨道复用，“新格伦”火箭选择大型海上平台作为其一级助推器的回收方式；航天企业火箭实验室（Rocket Lab）尝试过降落伞式回收和空中捕获，后续型号规划动力回收；欧洲、日本和印度则分别推进动力垂直起降、低空验证和带翼返回。
日本此次“着陆成功”主要属于低空、短距离技术验证，重点是发动机节流、水平移动和末段控制。它与完成真实发射任务后的一级返回并不处于同一阶段。
回收路线不存在绝对优劣。着陆腿方案技术成熟，但箭上质量较高；塔架捕获有利于快速周转，却对发射设施和飞行控制精度要求极高；海上网系回收可以隔离风险、减少箭上设备，却增加了平台和运输复杂度；降落伞和带翼飞回能减少末段动力需求，又会增加伞具、机翼或热防护负担。最终选择取决于火箭尺寸、发射场位置、任务轨道和预期发射频率。
还要克服重复使用难关
可复用火箭的平均成本，可以简化为制造成本除以重复使用次数，再加上每次回收、检查、维修、平台分摊、载荷损失和失败风险成本。假设制造一个新一级需要100个成本单位，每次回收维修和基础设施分摊需要20个单位，使用两次时平均成本为70；使用10次时才降到30。
这也是接下来最值得关注的问题：回收后的箭体损伤有多大？发动机是否需要拆解？网系接触是否影响火箭承力机构？平台需要维护多久？同一枚一级能否不更换主要部件再次起飞？
网系回收未来可能不只是一个型号的专用技术。如果捕获接口逐步标准化，海上回收平台有可能像港口一样服务多个火箭型号。火箭企业的核心能力也将从制造新箭，扩展到管理一支反复飞行的“火箭机队”，发动机寿命评估、无损检测、故障预测和快速维修会变得与制造能力同样重要。
长征十号乙此次回收，意味着中国完成了真实发射条件下一级可控返回和网系捕获的关键验证。但“猎鹰9号”真正改变市场，并不是因为第一次成功着陆，而是因为回收逐渐变成可重复使用的日常操作。对于长征十号乙而言，一张网接住火箭只是第一步。火箭能否重复使用，以较低成本再次走上发射台，是中国航天发射方式转变的关键步骤。
（作者系中国航天科普大使）
作者：周炳红
编辑：杜玮
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