产品召回: 两次首飞回收失败,"炸火箭"的学费非交不可吗?

2025-12-25 | 来源: 知识分子 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

2015年12月22日，Space X成功发射“猎鹰9号”，并实现了一级火箭软着陆，开创了火箭从太空直接垂直回收的历史。

经历了两年多的实验后，“猎鹰9号”的回收着陆成功率显着上升，后续掌握整流罩的回收和复用能力。截至目前，“猎鹰9号”已经成功完成了500余次的一级助推器回收。

根据美国国家航空航天局（NASA）艾姆斯研究中心研究员哈里·琼斯在2018年的评估报告，按当时“猎鹰9号”公开的报价计算，商业运载火箭已将进入近地轨道的单位发射成本降低至航天飞机时代的大约二十分之一。

商业航天是指具有商业盈利模式的航天活动。火箭运输可以类比为通往太空的“高速公路”，快速增长的卫星产业，尤其是大规模星座部署需求，直接驱动了商业航天的发展。

火箭的可重复使用能够显着压低单次发射的边际成本，而具备可复用能力、可靠批量生产能力的大运力火箭，将在竞争中率先建立优势。

据人民网报道，“朱雀三号”设计的复用次数不少于20次，目标就是将发射成本压缩至2万元/公斤。

中山大学航空航天学院副教授张亮告诉《知识分子》，一个型号火箭的研发投入至少10亿元起步，还不包括一些辅助配套设施（例如发射场建设，测控网络保障等）。对于商业火箭公司来说，是一项巨大的投入，如果没有极大的发射需求，前期的投入需要5年乃至10年以上的周期才有可能回本。

“因此，为了降低成本，商业火箭公司一定会走可回收技术或者通过产业链集成，基于民用产品或可大规模生产的产品来开展火箭设计。”张亮说。

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为什么那么难？

运载火箭的发射与回收是一个高风险、高投入和高技术含量的技术领域。张亮解释称，这个过程中涉及箭体总体设计、导航制导与控制、航电系统集成、结构增材制造、发射场保障、推进剂加注、发动机设计与制造和着陆缓冲等多个关键技术。

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“由于火箭回收技术是新出现的技术形态，全球都是在探索中，无太多技术可直接借鉴。前期‘猎鹰9号’失败了很多次，星舰也试飞了11次，一半是失败的，商业公司如果没有雄厚资金和耐心，是无法做到的。”张亮表示。

在“猎鹰9号”成功实现首次一级回收之前，经历了许多失败和尝试，包括四次重要的海上或陆地回收试验失败，以及多次亚轨道回收测试。2015年1月，“猎鹰9号”在首次尝试海上回收时，火箭撞上了驳船；2015年6月，火箭在发射后仅两分钟就发生爆炸并解体。

2025年1月，蓝色起源公司在“新格伦”火箭的首次轨道级回收试验中也未能成功，直到同年11月才首次完成该火箭第一级的海上回收。

星舰是Space X开发的一种可完全复用的重型运载火箭，可搭载超百吨载荷。截至目前，星舰已完成11次试飞，经历多次爆炸和解体，在2025年10月的第11次试飞中才成功完成关键的受控溅落。

张亮表示，具体来看，当前实现火箭“可复用”面临的挑战包括：高精度的导航制导与控制技术，以确保精确实现多约束的软着陆目标；高可靠、轻量化且可折叠的着陆缓冲装置，确保火箭能在预定着陆场垂直回收；大范围推力精确可调的发动机控制技术，能够在30%-110%范围内调节推力，并支持多次点火启动；高效气动控制舵装置，能够在保证轻量化的同时有效控制火箭姿态。

不过，回收也不代表能够复用。张亮指出，还需要具备高效快速的箭体结构健康检测技术，以对回收后的火箭箭体进行迅速评估与检测，确保其满足再次使用的要求。

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“炸火箭”当学费

张亮表示，航天工程到目前为止依然是高风险的行业，涉及了太多的关键技术的集成，一个小螺丝钉的松动，一根电线的错接，一个微小的裂纹，一个零件的结构强度失效都有可能导致火箭发射失败。同时，一型火箭涉及上千人的协同配合，在信息传递或工作交接过程中出现的人为差错也可能导致发射失败。

“运载火箭的研制就是在不断失败中去改进相关设计，从而推动技术迭代进步，这与民航客机、新能源汽车和机器人等领域的发展思路都是一致的”张亮说，为了避免发射失败，在设计的时候就要加强设计余量控制，减少人为失误，做到标准化设计和标准化流程，同时也要从每次发射过程中收到的数据去分析，改进相关的设计，等技术成熟后是可以避免发射失败的。