關于“可回收火箭”，雖然早已不是什么新鮮事，但卻是個持續上新的熱門話題。

近日，美國火箭公司——斯托克航天首次開展二級原型機著陸測試，在15秒的測試飛行中，火箭二級原型機上升到了大約9米的高度，然后穩定著陸。

斯托克航天首次開展二級原型機著陸測試現場

（圖片來源于斯托克航天官方）

 該公司表示，本次試驗證明了其在開發穩定、快速可復用火箭方面技術的合理性，向開發完全可重復使用的運載火箭邁出重要一步。

 近年來，國內外航天界各類火箭花式回收大法，乍一看確實令人眼花繚亂。在“通天”賽事中，各路英雄好漢摩拳擦掌，各顯神通。透過這番熱鬧景象，有必要回歸火箭回收的本質，理一理當下進度條，看看國內在可回收火箭方面有怎樣的期待空間。

   回收的盡頭一定是發射降本增效

“在星際航行的初始試驗階段，飛行次數比較少，一次性的火箭這樣做還可以，但是對于未來的頻繁的發射來說，這就是浪費，所以我們應該想辦法把空的運載火箭收回來。”早在1962年，錢學森撰寫的《星際航行概論》中就已經明確提出了運載火箭回收的設想。

 火箭回收花樣很多，但無論是整體回收，還是部分回收（火箭一級、助推器等），其終極目標是一致的——將一次性“奢侈品”進行循環利用，不斷降低發射成本。

 近十年來，火箭回收的大舞臺上，最活躍、最耀眼的非美國太空探索技術公司（SpaceX）莫屬。雖然不是火箭回收的開創者，但SpaceX的確用實際行動將技術逐漸成熟化和市場化。

 自2015年12月、2016年4月，獵鷹9號一級火箭分別實現全球首次軌道發射火箭陸地回收和首次海上回收以來，SpaceX研制的獵鷹運載火箭已經實現常態化可重復使用。

 就在北京時間9月24日，SpaceX公司使用一枚17手獵鷹九號火箭從卡納維拉爾角發射了第108批星鏈衛星，這也是該公司第二次使用17手火箭。

9月24日SpaceX公司使用17手獵鷹九號火箭發射星鏈衛星現場

（圖片來源于SpaceX官方）

 雖然火箭發射具體價格一般不對外公布，但從SpaceX創始人伊隆·馬斯克之前在一些公開場合的說法來判斷，獵鷹9號回收能夠節約大概70%的成本。

 近年來，歐盟、日本、俄羅斯、印度等都紛紛搶灘可回收火箭領域。火箭回收技術成為航天大國激烈角逐的前沿陣地之一，也在一定程度上說明了該技術可能帶來的巨大成本壓縮空間。

 當然，從另外一個角度而言，如果宣稱掌握了火箭回收技術，但并沒有體現在發射價格的優勢方面，那意味著并沒有達到回收的真正目的。

 “垂直回收”是主流姿勢

 縱觀國內外，目前火箭回收的主流方式有三種，分別為傘降回收、垂直回收、帶翼飛回。不同的回收方式具有不同特點，也意味著不同的“打怪升級”難度。

 降落傘垂直下降，即在火箭分離后先進入返回地球大氣層的返回軌道，接著在低空采用降落傘減速，最后打開氣囊或用緩沖發動機著陸。比如，聯合發射聯盟公司（ULA）的火神火箭，其一級發動機結束工作完成級間分離后，使用降落傘進行減速，由直升機在空中實現回收。

 垂直回收是通過重啟一級火箭發動機以減速并調整至指定地點的回收方式。如獵鷹9號運載火箭回收時，在該火箭一級火箭分離后，通過姿態控制系統使一級火箭倒轉，隨后重啟發動機以反推火箭進入預定返回軌道，進入大氣層后通過柵格舵進行減速，最后階段再次重啟發動機實現垂直著陸。

帶翼飛回，即箭體采用翼式飛行體，在變軌制動后，火箭像飛機一樣水平降落返回地面，但基本上仍停留在概念設計階段。

 對比而言，傘降回收難以控制著陸點，火箭落地后發動機也隨之報廢，與真正意義上的“回收利用”不是一個概念。

 垂直回收可實現包括發動機在內的核心部件回收，商業應用價值最高，但同時需要攻克一系列關鍵技術問題，比如返回最優制導及落點精度控制，大氣層高效減速及姿態控制，發動機推力可調，高效著陸緩沖裝置等。

 國內火箭回收或許有更大想象空間

 對于國內蓬勃發展的民營商業火箭公司來說，可回收火箭的理念，幾乎被牢牢刻在了基因里，并且在實踐層面上也比較活躍。

 2019年8月，翎客航天進行了公里級可回收火箭RLV-T5第3次發射及垂直回收試驗，這也是我國民營火箭首次成功進行的低空飛行回收試驗。

 2022年6月，深藍航天“星云-M”1號縮比試驗箭完成了1公里級垂直起降飛行試驗，火箭最后降落至著陸場“靶心”位置不足0.5米的點位。

 ……

 探索的勇氣值得敬佩。不過，需要注意的是，以上距離真正意義的垂直起降回收試驗都還有一定差異，起碼尚未實現全尺寸火箭的垂直起飛和降落。

 基于當下國內民營火箭情況分析，接下來非常值得期待的是星際榮耀自主研制的可重復使用小型液體運載火箭雙曲線二號。

 說起具體期待點，必然繞不開該火箭的“推進劑”，也就是燃料——液氧甲烷。

 雙曲線二號火箭一、二級都采用該公司自主研發的“焦點一號”15噸級可重復使用液氧甲烷液體火箭發動機，一子級具有垂直著陸回收功能，可重復使用20次以上。

 在一眾低溫推進劑中，液氧甲烷因其比沖高、成本較低、清潔環保、維護使用方便等優點，適合發動機大規模生產和重復發射。同時，甲烷本身也便于在太空中長期貯存，亦具備火星等外星球原位生產的可能。正因為這些獨特優勢，目前，液氧甲烷正在成為各國研究新一代可回收火箭動力系統的主流選擇，代表了航天主動力技術的發展方向。

 據了解，歐洲的普羅米修斯液氧甲烷發動機已經被納入未來運載器準備計劃（FLPP），瞄準2030年左右的發射市場，為歐洲運載器的長期發展做好準備。

 俄羅斯正在研究200噸級推力的RD-0162液氧甲烷發動機，計劃2030年前后投入使用。

 2023年7月12日，朱雀二號遙二火箭發射成功，成為世界首款成功將載荷送入預定軌道的液氧甲烷火箭。藍箭此前透露，可回收火箭項目已經列上了日程，預計在2025年前后開始驗證。

 而據星際榮耀此前公開信息，雙曲線二號已完成動力系統試車及全箭出廠測試等工作。從該公司4月份成功發射雙曲線一號遙六的節奏判斷，預計雙曲線二號垂直起降飛行試驗指日可待。

雙曲線二號發動機試車測試現場

（圖片來源于星際榮耀官方）

 如果在不遠的未來，雙曲線二號火箭垂直起降試驗取得成功，必將具有重大突破意義。它將是我國首個、全球除SpaceX的“星艦”外第二個以液氧甲烷為燃料的全尺寸火箭子級回收試驗取得成功。該飛行試驗的成功能夠驗證多項回收火箭的關鍵技術，證明中國航天成功攻克了可回收火箭的主要技術難關，距離航天強國又向前邁進了堅實的一步。