国产可重复火箭完成10公里测试，有一点与马斯克很不一样

2024年6月23日，国产由我国航天科技集团八院研制的可重重复使用运载火箭新技术验证箭，在酒泉卫星发射中心成功进行了10公里级飞行试验。复火

试验中，箭完火箭由3台变推液氧甲烷发动机推动，试有斯克上升至约12公里高度，点马关闭两侧发动机，不样中心发动机调节推力，国产火箭受控下降，可重在距离地面50米处，复火四条着陆腿展开，箭完随后火箭缓速下降，试有斯克高度趋近于零，点马稳稳落在回收场坪，不样实现定点垂直软着陆。国产试验取得圆满成功！航天科技集团评价本次试验“为2025年如期实现4米级重复使用运载火箭首飞奠定了技术基础。“

我们为什么要发展可重复使用运载火箭的验证箭？我国什么时候能出现类似美国猎鹰9号的“完全体”可回收复用火箭？行业竞争与合作格局如何？今天将简要探讨。

早在上世纪六十年代初期，包括我国钱学森在内的航天科学家就已经通过严密论证，指出火箭回收复用可以极大提高周转效率、降低成本。但由于计算能力、材料、气动、控制、工艺乃至决策、管理等相关领域发展暂未达到理想水平，工程实践并非一帆风顺。例如上世纪70年代美国研制的航天飞机，设计上仅外部主燃料箱为一次性产品、不抛弃任何发动机，其复用程度在已经实现入轨的航天器当中，至今无人能出其右，但由于研制方严重低估了产品综合成本，项目入不敷出，最终航天飞机于2011年在剩余大量理论寿命的情况下退役。

退役的美国奋进号航天飞机，现陈列于美国洛杉矶加州科技博物馆。

2010年之后，火箭回收复用技术终于取得实用性突破。例如美国SpaceX主力载具猎鹰9号火箭，其一级在完成任务后，可以调整姿态并数次点火，以垂直姿态在陆地或者拖船上着陆，并经检修后复用。截至目前，单个箭体已经创造飞行21次记录。SpaceX凭借仅仅十余枚一级箭体，在2023年进行了96次入轨发射，远远超过全球任何其它国家或者商业航天实体；而运力近20吨的单箭报价降低至5000余万美元，几乎全球最低。除了SpaceX以外，美国蓝色起源公司也实现了飞行高度100公里的箭体复用，用于服务新谢泼德号亚轨道载人飞船。

SpaceX猎鹰9号火箭

箭体垂直回收是控制、结构、动力、气动、导航、通信等不同专业深度融合、密切关联、牵一发而动全身的技术，且最近10年才得到全面发展，全球技术积累较少。为了以较低成本、从易到难、由主到次地验证相关设计，SpaceX于2012年首飞了名为“蚱蜢”的垂直起降验证箭，由燃料贮箱、1台猎鹰9号火箭使用的梅林1D发动机以及固定式着陆支腿组成。2012年至2013年在新墨西哥州试验场，该箭先后进行了8次成功的垂直起降试验，飞行高度从1.8米逐渐递增至744米。随后，SpaceX又研制了换用真实箭体、发动机增加到3台并改用可收放式着陆支腿的猎鹰9R Dev1验证箭，并于2014年进行了4次试飞。受益于这些前期测试， SpaceX终于在2015年12月21日首次成功回收一级箭体。

猎鹰9R Dev1验证箭

参考SpaceX的做法，我国企业也选择了“由验证箭起步”的技术路线，并且出手即不凡。以6月23日试验为例，航天八院产品首飞即跳过“蚱蜢”阶段直达猎鹰9R Dev1水平，这也是 “为2025年如期实现4米级重复使用运载火箭首飞奠定了技术基础“的信心由来。今年内，试验箭还计划开展75公里高度、模拟一级箭体全程飞行的测试，从而完成正式尝试前的“临门一脚”。

航天科技集团八院研制的重复使用运载火箭新技术验证箭

除了“国家队”以外，我国民营企业的进展也堪称神速。2024年1月19日，蓝箭航天的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收验证火箭首次试飞即成功完成300米级别飞行，达到SpaceX“蚱蜢”第六次试验水平（蓝箭也计划于近期开展10公里级别试验）。

正在进行300米飞行试验的蓝箭航天朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收验证火箭

此外，航天科工、翎客航天、深蓝航天、星际荣耀等企业也已经开展可回收火箭试验。百花齐放、百舸争流。我国可重复使用火箭研制已经呈现出起点高、进步快、企业多样的特点，为早日投入实用打下了良好基础，而目前除了中美，尚无其它国家开展过百米级别的火箭垂直起降试验。

技术以外，6月23日的试验还有一个不可忽略的话题点：“国民合作“。

火箭由航天八院抓总研制，而所用的70吨推力发液氧甲烷动机来自民营企业九州云箭。“70吨“处于可复用火箭的理想推力区间，“液氧甲烷”则是国际公认的未来清洁可复用燃料。航天八院基于性能、时间、价格等因素考虑，选择了外采关键产品，并最终取得良好效果，体现了效率优先的商业航天策略。

这种自研与外采相结合的研发模式，并不符合SpaceX倡导的“生产链条自主化”。后者诞生的背景，是马斯克对生产效率的极致追求与美国传统航天昂贵、低效生产模式之间的矛盾，只有SpaceX“撸起袖子自己干”方能有效化解。但在我国，经过多年竞争迭代，已经涌现出一批比较优质的配套企业。以商用可重复使用液体发动机为例，目前有能力向市场提供推力处于“黄金区间”（50-100吨）产品的企业，就包括航天科技集团、航天科工集团、蓝箭航天、天兵科技、星河动力、九州云箭、星际荣耀等至少7家国企和民企（排名不分先后），覆盖液氧煤油和液氧甲烷两条主流路线，且已有成交实践案例。

例如，2023年4月，民营天兵科技研制的天龙二号火箭首飞取得圆满成功，一举打破了自SpaceX起全球7家新兴航天企业首发液体火箭均失利的魔咒，这款火箭所使用的便是由航天科技集团研制的液发102发动机；而刚刚过去的6.23试验，则是“国家队”首次向民企采购发动机产品。

自主研制与集成研制成功结合的案例，说明我国商业航天或许存在有别于马斯克的其它发展路径，即也能像手机、汽车等其它行业那样，充分利用国家工业门类齐全的优势，通过有序分工与协作，在最大范围（甚至超出行业）实现供应链优化、分享发展成果。

毕竟“像马斯克”不是目的，效率才是。相信随着行业深入发展，我国商业航天一定会摸索出更适合国情的路线。

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