9月初酒泉东风商业航天试验区一声轰鸣，星河动力的智神星一号顺利入轨，这次发射任务圆满成功，不少航天迷都炸开了锅。很多人不知道，这枚火箭本身，是星河动力面向未来商业发射市场，重点布局的可重复使用液体火箭核心型号。不到两个月时间，咱们国家已经有三款回收火箭接连取得成功，可回收火箭赛道这下彻底热闹起来了。
这次智神星一号首飞还没做回收验证，后续它要一步步攻克核心环节，先试一子级再入控制、栅格舵工作、制动减速，再试验海上陆地定点回收，最终要实现一子级完整垂直着陆回收。现在全球火箭回收主流有三种技术路线，咱们一个个捋清楚，看看谁才是真正的最优解。
第一种就是垂直起飞垂直着陆回收，SpaceX猎鹰九用的就是这种带着陆支腿的方案。这种方案分好几种模式，一级分离后直接回着陆场，或者落到抛物线预定的地面、海面落点都可以。它最大的优点就是灵活，地面站点只要有通信定位保障就行，门槛很低。海面落点稍微麻烦点，受横风海况影响太大，一不小心就出问题。
SpaceX当年摔过的次数可不少，猎鹰九一子级本身四十多米高，就算有四条液压支撑腿，细长体落地本来就不稳。一点点小晃动或者横风干扰，都能被放大成侧翻，之前有一次都成功落在海上驳船了，没固定好，遇上四级海况直接翻了，说多都是泪。咱们国家朱雀三和智神星一号用的也是这种路线。现在朱雀三已经测过一子级抛物线落点地面回收，这种模式不用专门回发射场，省下来的燃料能多带载荷，内陆发射场用起来特别顺手。
如果是在文昌发射，就要在预定落点海域准备驳船，自然也会遇上和猎鹰九一样的问题。当然也可以选择直接回发射场，但要烧不少燃料，要是发射载荷轻，省出来的成本比派驳船还划算，那这么做也不亏。
第二种就是星舰在用的塔架机械捕获回收，也就是大家俗称的“筷子夹火箭”。这种路线是让一子机悬停在发射塔架附近，地面机械臂直接抓住回收。它最大的优点就是解决了着陆不稳侧翻的问题，还不用带着陆支腿，能减不少重量，理论上加完燃料就能马上再次发射。听起来很美，实际问题也不少，这种方案不管你在哪发射都得回发射塔，要烧更多返航燃料，一旦回收的时候没对准撞上发射塔，那整个发射场都得炸没，少说一年半载别想发射，风险拉满。
国内其实也有不少团队在研这条路线，大航跃迁的跃迁一号、宇石空间的AS-1都是中型液氧甲烷火箭，航天科技一院也有技术储备。前两款都定了2027年上半年首飞，再过一年多就能见分晓了。
第三种就是咱们中国首创的网系回收技术，前不久长征十号乙已经试验成功了。这种技术刚好把前两种的痛点都解决了，对火箭返回姿态的要求比支腿回收低很多，海况适应性也更强，还能省掉四条着陆支腿，怎么看都是比较理想的方案。当然它也不是完美的，这套回收要用到万吨级的全自动大型驳船，自动化要求极高，造价也不便宜。但驳船能反复用，还能省掉着陆支腿和回发射场的燃料，整体算下来成本还是很有优势的。
三种路线各有优劣，谁也替代不了谁。三条路线其实核心要求差不多，都对发动机重复点火、节流技术，还有返回定位姿态控制有很高要求，哪一步都不好走。除了这三种主流路线，还有伞降、空中捕获、垂直起飞水平着陆这些，前两种成熟度太低，最后一种也就是X-37B在用，咱们国家也掌握了这项技术，但只适合航天器回收，对大火箭来说没用。
现在大家在攻关的回收技术，基本上都是只回收一子级或者助推器，还没人能稳定做到整枚火箭全回收。主要是一子级和助推器分离的时候，高度也就几十公里，速度也就两公里每秒左右，减速返回难度不大，符合现阶段的发展需求。二级火箭回收难度就大太多了，二级分离的时候高度一百多公里，速度差不多接近环绕速度了，要脱轨减速还不能在大气层烧没，得带一大堆燃料，就拿猎鹰九来说，要是加个二级回收，近地轨道载荷直接砍四成多，回收的意义都没了。
整枚火箭全回收的路线不是没有，星舰走的就是这条路，一子级回塔架捕获，二级也计划返回，本来计划用支腿垂直着陆，到现在还没试过成功回收，星舰试一次炸一次，马斯克都快麻了。不少人都在问，就没有一种既能成功回收，又足够经济的技术路线吗？其实真的有，就是技术难度有点大，那就是空天飞机技术，也是咱们国家航天规划里的终极目标。
现在认可度最高的就是二级入轨方案，一架吸气式高超音速飞行器背着火箭动力的入轨飞行器，接力方式入轨，这个就是咱们说的腾云工程。二级技术其实已经成熟了，美国的X-37B，咱们国家的可重复使用航天器，都已经多次返回了，现在就是要把体型做大，搞定30到40公里高度分离后的入轨燃料和发动机问题就行。
需要突破的主要是一级的动力，一级要从零速度水平起飞加速到五六马赫以上，得用组合动力。现在常见的是涡轮组合循环发动机，最大的坎就是四五马赫的时候亚燃超燃转换，虽然有方案解决，但是结构太复杂。还有预冷式组合循环发动机，原理更复杂，但是能覆盖零到入轨速度，没有速度限制，就是对预冷技术要求极高。
现在还有新出的对转冲压发动机，单台就能把飞行器从零推到6马赫，不用复杂的模态转换，全程都平顺，还不用做复杂的预冷结构，整机重量比传统组合发动机轻三成多，优势特别大。唯一的小问题就是腾云工程要求一级加速到7马赫，这款发动机最多到6马赫，要么并联超燃冲压，要么加个火箭补一下速度，即便这样它的成熟度也比其他路线高很多，业界都很看好它的前景。
用了腾云工程这种吸气式方案，一级基本上不用带液氧，只需要带一点点甚至完全不用。就拿猎鹰九来说，一子级推进剂总重410吨，光液氧就有288吨，要是换成腾云的方案，这两百多吨液氧就省下来了。省下来的重量不管是降低发射成本，还是多带载荷，都太香了。所以说空天飞机才是可重复使用航天器的终极形态，技术难度虽大，一旦突破，真正的商业航天大爆发才算真正到来。
参考资料：人民网 中国可重复使用运载火箭技术发展观察
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