网兜火箭新突破:中国航天迈向高效回收新时代

2026-08-05 00:08:29未知 作者:徽声在线



7月10日,长征十号乙运载火箭成功实现一子级垂直返回

近期,中国人对两组绳索的应用场景记忆犹新:广西洪灾救援中,多架重载无人机突破常规操作,在空中架设绳索转移被困群众;而在南海海面,长征十号乙运载火箭(以下简称“长十乙”)一子级垂直返回时,被海上回收平台“领航者”号上精密布置的绳网稳稳捕获。这一场景标志着我国航天技术迈入全新阶段。

海上回收火箭需要哪些关键步骤?

本次长十乙首飞回收任务面临台风前后夹击的严峻挑战。“领航者”号作为无自主航行能力的回收平台,需依赖拖船运输至预定海域,单程耗时约48小时。原定7月3日的出海计划因台风“美莎克”登陆被迫推迟,而另一台风“巴威”正逼近,科研团队评估后决定在10日左右完成回收作业。为确保按时抵达,船队必须在台风间隙的狭窄时间窗口内完成全部准备工作。

4日下午,试验队接到海况改善通知,次日清晨“领航者”号率先启航,下午指挥船“沈括号”及两艘保障船相继出港。经过两天航行,船队完成会合,7日完成人员转移和设备调试,9日与发射场等系统进行全区合练,为火箭“回家”做好最后准备。



7月10日,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场点火升空/新华社记者 杨冠宇 摄

12时15分,长十乙在海南商业航天发射场腾空而起。火箭一子级分离约6分钟后,以垂直姿态精准落入“领航者”号上的网系回收区域。这艘满载排水量2.5万吨的回收船在波涛中晃动,而从100多公里高空返回的火箭也在不断调整姿态。此次动态对接的难度堪比在百层高楼上将一支笔精准投入笔筒,最终长十乙成功完成这一壮举。

此次任务实现了我国运载火箭一子级可控回收的重大突破,也是全球首次采用网系回收技术。中国因此成为继美国之后,第二个掌握火箭垂直回收技术的国家。

长十乙火箭的诞生背景

要理解长十乙的意义,需从长征十号系列火箭的研发脉络说起。

其研发源于中国下一代载人航天运输系统的升级需求:随着空间站进入长期运营阶段,梦舟新一代载人飞船进入研制关键期,载人登月计划也被提上日程。此前服役多年的长征二号F火箭及神舟飞船体系,已无法满足从近地空间站到月球的多样化任务需求。在此背景下,长征十号系列火箭应运而生。



2月11日,我国在文昌航天发射场成功组织长征十号运载火箭系统低空演示验证与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸飞行试验/新华社发(韩庆策 摄)

长征十号的核心任务是载人登月。该火箭需将梦舟飞船和揽月着陆器送往距地球约38.4万公里的环月轨道(是近地空间站400公里高度的近1000倍),并完成对接。为此,火箭采用三根5米直径大箭体并联起飞的设计,中间芯一级配备7台液氧煤油发动机,两侧助推器各配7台同类型发动机,起飞时21台发动机同时工作,总推力达两千多吨级。二级采用真空型液氧煤油发动机接力加速,三级则使用效率更高的氢氧发动机将载荷送入轨道。此外,火箭还配备了面向航天员安全保障的冗余设计系统。

然而,如此“豪华”的技术平台若仅用于登月任务,使用频率将受到限制。为提高资源利用效率,研发团队决定通过技术复用拓展其应用场景。

于是,长征十号家族衍生出三种构型:专攻登月的“大哥”长征十号、承担近地载人和货运任务的长征十号甲,以及本次的主角长征十号乙。



2026年7月6日,长征十号乙运载火箭转运中/中新社记者 骆云飞 摄

长十甲可视为长征十号家族的近地轨道版本。由于空间站任务无需登月级运力,该火箭取消了全部助推器和三级结构,采用两级构型设计。其一子级直径仍为5米,配备7台液氧煤油发动机,起飞推力接近900吨。作为可回收火箭,长十甲不采用着陆腿设计,而是通过海上平台网系捕获方式实现回收。

基于一子级平台的回收潜力,研发团队进一步思考:若将其应用于更高频的商业发射任务,是否能在验证流程的同时降低运营成本?

由此,通过大幅精简载人相关设备,并将芯二级改为更经济的液氧甲烷推进剂,满足低轨卫星互联网星座部署和大型商业卫星发射需求的长十乙应运而生。该火箭全箭起飞推力约890吨,起飞重量约760吨,可重复使用状态下近地轨道运载能力达16吨。其芯一级沿用长十甲一子级设计,于2025年7月立项后以惊人速度完成研发,未满周岁即具备发射条件,并抢在长十甲之前完成首飞。



7月10日,人们在海南商业航天发射场观看长征十号乙运载火箭发射/新华社发(蒙钟德摄)

今年2月11日,一项名为“长征十号运载火箭系统低空演示验证与梦舟载人飞船系统最大动压逃逸飞行试验”的任务成功实施。科研团队采用接近长十甲一子级状态的试验箭,搭配梦舟飞船和逃逸塔,验证了载人飞船在极限气动条件下的安全逃逸能力,以及火箭一级在完成上升段任务后能否调转姿态、受控返回并在预定海域溅落。此次试验为后续技术突破奠定了基础。

可重复使用火箭的关键不仅在于“飞上去”,更在于一二级分离后重新找回自身。这需要火箭具备姿态判断、箭体调转、气动减速和发动机点火减速等能力。2月的海上溅落试验已证明这套返回逻辑的可行性。

而7月的长十乙任务则在此基础上更进一步,要求实现“接得住”的精准目标。长十甲总设计师容易表示:“核心挑战在于解决低空飞行试验中未验证的、我国独创的海上网系回收技术。”

网系回收:一场双向奔赴的技术革新

当火箭基本掌握“回家”技能后,谁来“稳稳接住它”成为关键问题。

答案是我国首个获得中国船级社认证的海上火箭回收平台——“领航者”号。该平台长144米、宽50米,集成了多项创新技术。

据中国航天科技集团许学雷介绍,“领航者”号配备远控动力定位系统,可在10~20公里外接收经纬度指令并精准定位;其塔架结构高67米,自重3500吨,加上设备总重达5400吨,通过4组大型支座与船体连接,对船体设计提出极高要求;船的四角还设有独特固定外飘台,当船体倾斜时,飘台会浸入水中产生浮力,显著减小横摇角度。



“领航者”号/《我在海上追火箭|长征十号乙海上回收全记录》视频截图

“领航者”号的研发进程堪称高效:2024年9月启动论证,12月完成方案设计,2025年4月开工建造,同年11月底交付使用。

接箭过程如同一场精密的海空接力。首先需将船开至火箭回收预定海域,艏向根据火箭返回弹道确定。不同弹道和来向对船的摆放角度要求各异。质检完成后,工作人员撤离平台,火箭返回时由自动化系统完成全部操作。

长十乙一子级在起飞约150秒后与二子级分离,带着向上速度飞至100公里以上高度后开始下降。随后,一级栅格舵展开,一级动力减速段发动机点火,接着一级三机发动机点火。栅格舵如同火箭返回时的“方向盘”,发动机点火则像“刹车”操作。之后一级固定发动机关机,一级挂索机构展开,火箭主动控制姿态和速度接近海上平台。

“塔架四角各有一组激光雷达,火箭下降时可实时测量其位置和姿态,驱动阻拦索吸收火箭的动能和势能。吸收完成后,火箭将相对静止地悬挂在网中央。”许学雷解释道。箭上挂钩挂在“井”字型绳索上后,锁紧平台车会自动寻找火箭位置,停在其下方进行抱夹和支撑,使火箭与甲板通过车辆构成刚性连接,完成捕获回收。



这是海上回收平台通过网系捕获方式成功回收长征十号乙运载火箭一子级(无人机照片)/新华社记者 邢广利 摄

这套回收方式与SpaceX猎鹰9号的着陆腿垂直回收路线形成鲜明对比。猎鹰9号依赖火箭自身能力,通过发动机反复点火反推减速,并在落地前展开自带着陆腿站回陆地或海上无人船。经过数百次迭代试飞和数十枚箭体损毁的试错过程,SpaceX建立了高度成熟的商用运营体系,可实现陆海双向灵活回收,并通过规模化发射和标准化检修流程掌控全球商业发射市场。

然而,该方案也存在明显短板:对发动机精度和瞬时姿态控制能力要求极高,末端落点精度需达到厘米级,且仅能在3级以下海况作业;重达1~2吨的着陆腿等装置需随箭定制,成为每次飞行不得不携带的“死重”。

相比之下,网系回收系统通过减轻箭体重量显著提升了运载效率,对火箭着陆指标的要求也更为宽松。由于火箭入网接驳时的大部分动能和势能已被地面缓冲机构吸收,箭上缓冲结构的设计要求大幅降低。

针对火箭落点偏差问题,回收系统可通过调整地面设备尺寸规模提高适应能力,同时降低对火箭发动机推力调节能力的要求,落点容错窗口扩大数十倍,可在4级风浪环境下作业。但其挑战转移至海上平台,需要“领航者”号这类技术高度集成的专用平台配合。

在长十乙成功之前,中国可重复使用火箭已进行过两次轨道级尝试。

2025年12月3日,蓝箭航天朱雀三号遥一在东风商业航天创新试验区发射升空。该火箭采用液氧甲烷动力,一级配备反作用控制系统、栅格舵和着陆支腿,二级进入预定轨道,但一级回收过程中发生异常燃烧,未能在回收场坪实现软着陆。20天后,长征十二号甲也完成首飞入轨任务,虽参照猎鹰9号路线并成功实现卫星入轨,但同样在末端着陆阶段失败。



2026年1月23日,观众在2026北京国际商业航天展的蓝箭航天展台参观展出的朱雀三号重复使用运载火箭模型/新华社记者 鞠焕宗 摄

可见,轨道级可回收火箭的难点在于一级分离后能否精准完成再入、减速、控姿和末端着陆。长十乙另辟蹊径,采用栅格舵调姿、多级反推减速、海上平台网系柔性捕获的创新路线,首次在中国将卫星入轨和一子级成功回收整合至同一任务中完成。

不过,这仅是起点而非终点。载人航天工程专家王一提醒,单次成功与真正的商业闭环之间仍存在几道关卡:“目前自动化探伤翻新体系尚未建立,一子级多次复用寿命数据不足,上下游产业链未形成规模,仍需依托低轨星座高频发射来摊薄成本。”

当前,国内已形成国家队网系方案与民营企业垂直回收路线并行的双线布局,为低成本常态化天地往返和自主可控的太空产业生态奠定基础。

“别高兴太早,后面还有更高兴的”

长十乙火箭首飞回收成功的消息引发举国欢庆。对此,徽声在线引述网友观点:“别高兴太早,后面还有更高兴的。”这句话虽似玩笑,却精准概括了商业航天的发展逻辑。此次成就不仅具有象征意义,其外溢效应更将深刻影响普通人的生活。

长十乙主要服务于低轨卫星互联网星座部署和大型商业卫星发射,虽非直接用于太空旅游的载人火箭,也无法让普通人立即购买太空船票,但它正致力于解决商业航天的核心问题:如何实现更频繁、更廉价、更可持续的卫星发射。

王一曾担任航天员教员,长期关注载人航天与商业航天发展。他在走访卫星运营和商业航天配套企业时发现,行业普遍面临两大痛点:海量低轨卫星排队等待发射,高昂造价制约星座组网进度。长十乙成功实现一子级网系可控回收,填补了我国大运力复用火箭的技术空白,推动国内商业航天摆脱一次性火箭的高成本束缚。通过低成本高频发射承接星网组网订单,中国可在全球低轨轨道资源竞争中占据有利地位,同时带动上下游材料、检测、海上运维等产业链成熟。



载人航天工程专家王一

火箭成本的降低将加速天上基础设施的建设。在短期层面,长十乙的成功意味着发射成本大幅下降,全域卫星互联网加速铺设,普通人将在多个场景感受到变化:深山、远洋地区可稳定接入卫星网络;灾害发生时,应急通信不易中断;气象、地质遥感卫星批量升空,灾害预警精度全面提升,卫星通信资费持续走低,台风路径、山洪风险、森林火情、农田长势等信息可被更早、更密集地监测。

从长期看,常态化复用体系成熟后,太空育种、在轨实验室、太空云端算力等新业态将逐步落地,催生万亿级太空民用经济增长点。

对于大众期待的太空旅行,王一表示,尽管长十乙定位面向卫星组网而非载人观光,但其技术突破仍为太空旅行奠定多层基础:其一,本次验证的发动机多次启停、箭体结构循环耐受、海上高精度协同回收技术可直接应用于后续载人亚轨道飞行器;其二,成熟的低成本天地往返体系可摊薄载人飞船研发和试飞成本;其三,积累的箭体检修、冗余安全设计工程经验,将为专属太空旅游运载器提供可靠的技术支撑。

回望长征十号家族的发展路径,长十乙芯一级承袭长十甲一子级成熟构型完成回收试验,依托通用化箭体开展复用技术验证,体现了我国统筹现有航天资产、拒绝重复研制、集约高效攻关的建设思路。



《我在海上追火箭|长征十号乙海上回收全记录》视频截图

王一指出:“在与载人航天相关研制团队对接时发现,整套调姿减速、海上柔性捕获、箭体无损检修的工程数据,均可直接应用于长十甲生产线,为梦舟载人飞船和天舟货运飞船的一子级复用改造提供实践依据。”

这对在轨值守和往返天地的航天员而言是重大利好。复用体系成型后,天地往返运载工具的可靠性将通过多轮飞行校验持续提升,冗余安全设计不断完善,航天员升空和返回的安全系数也将显著提高。

更值得期待的是,从载人登月长远规划看,通用一子级积累的多次点火重启、长时再入防热、结构疲劳寿命管控、全流程故障处置经验,可为登月运载火箭一子级和助推级的复用设计提供横向赋能。成熟可复用架构可大幅降低登月试验箭的制造和迭代成本,允许开展更高频次的摸底试飞。

这意味着火箭从点火起飞到着陆回收的所有动作和状态变化都将被反复打磨,变得更加精确可靠。通过模块化通用箭体的迭代升级,中国无需照搬国外高投入研发模式,而是以小步快跑、资源复用的中式路径稳步攻坚,为走向月球夯实技术基础。



长十乙火箭矗立在发射场/图源:中国航天科技集团有限公司(宿东 摄)

对长十乙而言,新的挑战已然开始。

回收成功后,团队需在几个月内完成检查、检修和再测试。长十乙总设计师娄路亮表示:“我们希望在半年内具备复飞条件。如果状态允许,希望尽快复飞,通过更多飞行获取实战数据,加速对回收和复用过程的理解。”

今年年底前后,这枚被“领航者”号接回的一子级或将在工程师修复后再次点火升空并顺利回收。绳网接住的不仅是一枚火箭,更是一套仍在试飞、复盘、修正中不断完善的工程体系,它将指向一条越来越高效、可靠的通往太空之路。

作者 |祖晓谦

编辑 | 向现

值班主编 | 张来

排版 | 八斤

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