中國可重復(fù)使用火箭：從“零的突破”到“多型并舉”（下）

2025年我國政府工作報告明確提出“開展新技術(shù)新產(chǎn)品新場景大規(guī)模應(yīng)用示范行動，推動商業(yè)航天、低空經(jīng)濟、深?？萍嫉刃屡d產(chǎn)業(yè)安全健康發(fā)展”。這不僅凸顯了我國對商業(yè)航天的重視，也標(biāo)志這一新興產(chǎn)業(yè)正加速駛?cè)霊?yīng)用落地“快車道”。

商業(yè)航天是指以市場化運作為核心，由企業(yè)主導(dǎo)投資、研發(fā)、生產(chǎn)和運營的航天活動，旨在通過市場競爭實現(xiàn)盈利。其中，可重復(fù)使用火箭因能有效降低發(fā)射成本、提高發(fā)射頻率、減少污染并推動技術(shù)進步而成為各國商業(yè)航天企業(yè)研發(fā)的重點。本文將繼續(xù)介紹我國可重復(fù)使用火箭的發(fā)展現(xiàn)狀以及這類火箭近兩年的發(fā)射計劃。

藍箭航天—朱雀三號

藍箭航天空間科技股份有限公司（簡稱藍箭航天）成立于2015年，公司以國家戰(zhàn)略為指引，以市場需求為導(dǎo)向，致力于研制中大型液氧甲烷運載火箭系列產(chǎn)品，為全球市場提供高性價比、高可靠性的航天運輸服務(wù)。

朱雀二號是藍箭航天的重點項目，于2017年9月立項，2018年12月啟動方案階段研制工作。朱雀二號為兩級構(gòu)型，以液氧甲烷為推進劑，箭體直徑3.35米，全長49.5米，起飛質(zhì)量219噸，起飛推力268噸?；鸺谝患壊捎?臺天鵲80噸級液氧甲烷發(fā)動機并聯(lián)，第二級采用1臺天鵲80噸級液氧甲烷發(fā)動機和1臺天鵲10噸級游動液氧甲烷發(fā)動機組合而成。

2022年12月14日，朱雀二號遙一火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，但因二級游機異常關(guān)機致火箭失去推力，導(dǎo)致發(fā)射任務(wù)失敗。2023年7月12日，朱雀二號遙二火箭發(fā)射升空，順利完成了預(yù)定飛行計劃，并將模擬載荷成功送入預(yù)定軌道。朱雀二號遙二火箭也因此成為全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，藍箭航天則成為世界第九家、中國第四家實現(xiàn)火箭入軌的民營航天企業(yè)。朱雀二號遙二火箭的成功標(biāo)志著我國運載火箭在新型低成本液體推進劑應(yīng)用方面取得重大突破。

2023年12月9日，朱雀二號遙三火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，成功將鴻鵠衛(wèi)星、天儀33衛(wèi)星及鴻鵠二號衛(wèi)星送入460千米太陽同步軌道。至此，作為國內(nèi)唯一依靠自主研制的液氧甲烷發(fā)動機實現(xiàn)火箭連續(xù)入軌的企業(yè)，藍箭航天憑借三發(fā)試驗箭充分驗證了朱雀二號的總體及各分系統(tǒng)方案的正確性、協(xié)調(diào)性，為火箭和發(fā)動機產(chǎn)品的后續(xù)設(shè)計改進與可靠性提升積累了飛行子樣和良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為朱雀三號可重復(fù)使用液氧甲烷運載火箭的研制打下了堅實基礎(chǔ)。

2024年1月19日，朱雀三號VTVL-1可重復(fù)使用垂直起降回收驗證火箭（簡稱VTVL-1試驗箭）在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空。VTVL-1試驗箭直徑3.35米，全長18.3米，回收支腿展開直徑11.6米，采用一臺基于連續(xù)入軌驗證的80噸級天鵲-12改進型液氧甲烷發(fā)動機，具備正交雙擺、45%～110%變推力調(diào)節(jié)和多次點火能力。VTVL-1試驗箭采用低空制導(dǎo)、調(diào)推控制和軟著陸關(guān)機策略，可精準(zhǔn)控制火箭飛行速度和高度。此次飛行試驗也充分驗證了著陸支腿的緩沖性能與穩(wěn)定性。

2024年9月11日，VTVL-1試驗箭順利完成10千米級垂直起降返回飛行試驗，總飛行時長200.7秒。試驗箭經(jīng)歷了“上升—發(fā)動機關(guān)機—無動力滑行—發(fā)動機空中二次起動—軟著陸”全過程。此次飛行試驗進一步驗證了火箭在高空高速大動壓狀態(tài)下的精準(zhǔn)制導(dǎo)與控制算法，為朱雀三號可重復(fù)使用火箭制導(dǎo)控制關(guān)鍵技術(shù)的研究和驗證提供了重要數(shù)據(jù)支撐。

朱雀三號直徑4.5米，全長76.6米，起飛質(zhì)量660噸，起飛推力900噸，一次性任務(wù)低地球軌道運載能力達21.3噸。整箭配備了4組可展收式柵格舵作為氣動操縱面，用于第一級氣動減速段的姿態(tài)調(diào)整與落點控制；尾部安裝了著陸支腿，以實現(xiàn)第一級回收時的垂直著陸。朱雀三號還是我國首款不銹鋼液體運載火箭。不銹鋼箭體可大幅降低制造成本、縮短生產(chǎn)周期，其耐高溫性也使得火箭在多次返回、重復(fù)使用方面具備明顯優(yōu)勢。另外，基于液氧甲烷發(fā)動機不積碳、易維護、可全周期監(jiān)測等特性，朱雀三號成功回收后，工作人員可不對一級發(fā)動機進行下箭檢查，而是直接進行燃料加注后即可安排其再次飛行，真正實現(xiàn)航班化運營。

朱雀三號的動力系統(tǒng)采用藍箭航天自研天鵲系列液氧甲烷發(fā)動機，第一級配備9臺天鵲-12B發(fā)動機，海平面推力1000千牛；第二級配備1臺天鵲-15B真空發(fā)動機，真空推力1183千牛。朱雀三號第一級的可重復(fù)使用次數(shù)不少于20次，航區(qū)回收運載能力為18.3噸，能強力支撐我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的高密度發(fā)射、大型通信衛(wèi)星地球同步轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射以及各型飛船發(fā)射的任務(wù)需求，全面助推我國商業(yè)航天跨進大運力、可重復(fù)、低成本的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)時代。

2025年6月20日，朱雀三號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心順利完成一級動力系統(tǒng)試車，9臺發(fā)動機按時序分批點火，順利完成推力調(diào)節(jié)、發(fā)動機搖擺等測試，試車總推力超過750噸。隨后，發(fā)動機有序關(guān)機，試車任務(wù)取得圓滿成功。此次朱雀三號一級動力系統(tǒng)試車為我國迄今規(guī)模最大、自動化水平最高的九機并聯(lián)地面熱試車，標(biāo)志著朱雀三號研制進展順利，即將進入首飛準(zhǔn)備階段。

值得一提的是，由中國航空工業(yè)集團成都飛機設(shè)計研究所研制的昊龍一號貨運航天飛機也將由朱雀三號火箭搭載發(fā)射。昊龍一號貨運航天飛機是一型帶翼可重復(fù)使用商業(yè)航天飛行器，用于開展低成本空間站貨物運輸任務(wù)。昊龍一號采用大翼展、高升阻比、可重復(fù)使用飛行器技術(shù)方案，通過運載火箭發(fā)射并與空間站交會對接；脫離空間站后，經(jīng)離軌制動、再入飛行、水平著陸、檢測維護后可再次執(zhí)行任務(wù)。昊龍一號具有較大的貨物上下行能力、優(yōu)良的飛行環(huán)境及處置保障效率，可通過多次重復(fù)使用進一步降低空間站貨物運輸成本，與現(xiàn)有貨物運輸系統(tǒng)共同構(gòu)建安全可靠、形式多樣、靈活高效的空間站天地貨物運輸體系，為我國載人航天工程積極貢獻航空智慧和航空力量。

東方空間—引力二號

2024年1月11日，引力一號遙一固體運載火箭在山東海陽附近海域成功發(fā)射，順利將搭載的云遙一號18星、19星和20星送入預(yù)定軌道，飛行試驗獲得圓滿成功。除了以上3顆衛(wèi)星，引力一號遙一火箭還搭載了重達3噸的低成本貨運飛船本體結(jié)構(gòu)作為配重，充分驗證了其運載能力。

引力一號由東方空間（山東）科技有限公司（簡稱東方空間）研制，是全球首創(chuàng)全固體捆綁式中型運載火箭?；鸺痫w質(zhì)量為405噸，以大空間、簡潔發(fā)射、快速響應(yīng)為特點，具備運載能力大、載荷空間大、海陸通用、快速響應(yīng)等優(yōu)勢，支持百千克級衛(wèi)星“一箭30星”發(fā)射，能滿足低軌中小衛(wèi)星組網(wǎng)批量發(fā)射、中大型航天載荷快速響應(yīng)發(fā)射需求。

引力一號的低地球軌道運載能力為6.5噸，500千米太陽同步軌道運載能力為4.2噸，創(chuàng)造了全球最大固體運載火箭、中國運力最大民營商業(yè)運載火箭、中國首型捆綁式民營商業(yè)運載火箭、世界首型海上發(fā)射的捆綁型運載火箭等多項紀(jì)錄，進一步擴大了我國商業(yè)火箭發(fā)射能力，為我國中型運載火箭的海上機動發(fā)射、快速應(yīng)急發(fā)射提供了解決方案，將發(fā)射成本降低至國內(nèi)商業(yè)航天領(lǐng)先水平。

東方空間自主研制的新型引力二號中大型可回收液體運載火箭預(yù)計2025年年底具備飛行條件，2026年上半年完成首飛。引力二號箭體直徑4.2米，起飛質(zhì)量715噸，起飛推力990噸；低地球軌道運載能力為21.5噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力為15噸。

引力二號以極致性價比、高軌發(fā)射、芯級回收為主要特點，第一級可重復(fù)使用次數(shù)不少于30次，能夠滿足中大型衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座組網(wǎng)及商業(yè)高軌發(fā)射需求。

引力二號第一級采用9臺東方空間自主研制的原力-110液氧/煤油發(fā)動機，第二級采用1臺原力-110真空版液氧/煤油發(fā)動機。原力-110發(fā)動機具備深度變推、多次重復(fù)使用等特點，海平面推力110噸、真空推力122噸，海平面比沖285秒，真空比沖313秒，推力調(diào)節(jié)范圍40%～110%。

未來，東方空間還將在引力二號的基礎(chǔ)上研制采用通用推進器芯級（CBC）構(gòu)型的引力三號火箭，該火箭起飛質(zhì)量1632噸，500千米太陽同步軌道運載能力將提升至38噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運載能力達17噸，預(yù)計2027年發(fā)射升空。

箭元科技—元行者一號

北京箭元科技有限責(zé)任公司（簡稱箭元科技）研制的元行者一號不銹鋼可重復(fù)使用液體運載火箭面向低軌互聯(lián)網(wǎng)高效組網(wǎng)發(fā)射需求，具備一箭一軌運載能力。2022年，元行者一號全尺寸不銹鋼貯箱內(nèi)壓試驗和爆破試驗先后取得圓滿成功，意味著箭元科技突破了不銹鋼?料在火箭上的工程化應(yīng)用。2023年和2024年，箭元科技按計劃先后完成了元行者一號第一級靜態(tài)點火試驗、控制系統(tǒng)與發(fā)動機聯(lián)合搖擺熱試車以及第一級落水回收試驗。

2025年5月29日，元行者一號驗證型火箭在山東海陽東方航天港進行了首次飛行回收試驗，試驗取得圓滿成功。此次回收試驗主要對火箭海上軟著陸回收技術(shù)進行驗證，涉及發(fā)動機高空關(guān)機、二次啟動、整箭海面懸停等關(guān)鍵技術(shù)。同時，獲取火箭對海上回收環(huán)境的適應(yīng)性數(shù)據(jù)，形成完整的回收后處理流程，為之后元行者一號首飛入軌+第一級回收任務(wù)打下基礎(chǔ)。

元行者一號箭體直徑4.2米，全長66米，起飛質(zhì)量509噸，1100千米軌道運載能力為7噸?；鸺捎貌讳P鋼箭體和串聯(lián)兩級構(gòu)型，配備龍云液氧甲烷發(fā)動機；采用海上濺落回收方式，單箭可重復(fù)使用20次，年發(fā)射服務(wù)能力26次。

深藍航天—星云一號

2024年9月22日，江蘇深藍航天有限公司（簡稱深藍航天）在內(nèi)蒙古深藍航天額濟納旗航天港實施了星云一號首次高空垂直回收飛行試驗。不過，由于第一級在飛行試驗的最后著陸階段發(fā)生異常，導(dǎo)致箭體部分損毀，試驗任務(wù)未能取得完全成功。

本次試驗總飛行時長179秒；關(guān)機前，箭體與理論著陸點的誤差距離小于0.5米；箭體精確落于回收場中心點。試驗后，經(jīng)過對試驗過程數(shù)據(jù)初步回溯分析，發(fā)現(xiàn)在最后著陸關(guān)機段，發(fā)動機調(diào)推伺服跟隨控制指令出現(xiàn)異常，導(dǎo)致箭體著陸高度超過設(shè)計范圍，箭體出現(xiàn)部分損毀。

星云一號首次高空垂直回收飛行試驗是我國第一次可入軌運載火箭的高空回收試驗。試驗核心任務(wù)是驗證星云一號入軌后垂直回收階段各系統(tǒng)工作的正確性和協(xié)調(diào)性，驗證火箭飛行過程中多機轉(zhuǎn)單機變動力工況，為后續(xù)入軌及回收試驗積累關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

星云一號全長35米，起飛質(zhì)量150噸，起飛推力180噸，低地球地軌道運載能力為2噸。火箭采用了“9+1”構(gòu)型，即火箭第一級配備了9臺基本型雷霆R液氧/煤油發(fā)動機并聯(lián)，第二級配備了1臺真空雷霆RV發(fā)動機。雷霆R可重復(fù)使用發(fā)動機是國內(nèi)首個開式循環(huán)液氧/煤油針?biāo)òl(fā)動機，具備50%～105%的推力調(diào)節(jié)能力。

星云二號是深藍航天在研的另一款大型液體可重復(fù)使用火箭，第一級配備了11臺130噸級雷霆-RS發(fā)動機并聯(lián)。該型火箭高約70米，直徑5米，起飛推力超過1000噸，低地球軌道運載能力超過25噸。星云二號預(yù)計于2026年進行首飛。

除了上述軌道級火箭，深藍航天還計劃在星云一號第一級的基礎(chǔ)上搭載自主研制的載人飛船，以進行亞軌道載人飛行。深藍航天計劃于2026年進行數(shù)十次載人飛船和火箭組合體試驗，確保亞軌道載人旅行的安全性、可靠性，并于2027年開啟亞軌道旅行商業(yè)化。

我國商業(yè)航天規(guī)?；瘧?yīng)用的一大難點無疑是火箭的可回收與重復(fù)使用技術(shù)，因此批量化生產(chǎn)衛(wèi)星、低成本發(fā)射衛(wèi)星既是我國打造空天網(wǎng)絡(luò)一體化的重要一環(huán)，也是商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的動力。