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中美火箭齊發(fā)力,誰將先破可回收技術(shù)?事情果然沒有那么簡(jiǎn)單

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你是否考慮過,一枚火箭發(fā)射后返回地面,垂直著陸,然后重新加注燃料,下一周再次起飛,這仿佛是科幻片中的情節(jié),然而美國(guó)人已經(jīng)在做并且已經(jīng)做了10年,每次回收都如同乘坐出租車一樣習(xí)以為常。



中國(guó)呢?

2025年12月3日,朱雀三號(hào)發(fā)射成功,入軌,全場(chǎng)沸騰,但是緊接著,返回失敗,著陸點(diǎn)距離靶心只有40米,就差那么一點(diǎn),沒有落下來,這就是中國(guó)的可回收火箭最后的一次也是最具有代表性的表現(xiàn):距離成功,就差一口氣。

可是問題在于,這個(gè)差距到底在什么地方?中美之間的差距是技術(shù)原因,還是另有他因?

可回收火箭到底值多少錢

首先解決一個(gè)問題,為什么全世界都在爭(zhēng)搶可回收火箭,其背后利益有多大。

SpaceX的獵鷹9號(hào),一次發(fā)射費(fèi)用約為6700萬美元,但其成本據(jù)業(yè)內(nèi)估計(jì)僅需要2800萬美元,那么為何會(huì)有如此低廉的價(jià)格?因?yàn)橐患?jí)箭體可重復(fù)使用,最多達(dá)到26次,火箭并非消耗性材料,而是一種交通工具,這種思維上的改變,就使得整個(gè)行業(yè)商業(yè)模式發(fā)生了翻天覆地的變化。

放在國(guó)內(nèi)看,數(shù)字更加直觀,千帆星座、國(guó)網(wǎng)星座兩個(gè)國(guó)家重大戰(zhàn)略任務(wù),預(yù)計(jì)到2035年前后分期部署近2.8萬個(gè)衛(wèi)星,在當(dāng)前發(fā)射頻率與成本情況下,未來7至10年約需700-800枚運(yùn)載能力不小于18噸的火箭,而以目前傳統(tǒng)一次性火箭價(jià)格計(jì)算,這是一筆巨大的開銷,但若可回收技術(shù)成熟,則此費(fèi)用會(huì)降低很多。

這也就是為何中國(guó)會(huì)在2026年集中發(fā)射,朱雀三號(hào)、天龍三號(hào)、力箭二號(hào)、星云一號(hào)、智神星一號(hào)……至少六型可重復(fù)使用火箭將在今年進(jìn)行軌道級(jí)回收測(cè)試,不是為了湊熱鬧,而是為了搶占一個(gè)價(jià)值上萬億元市場(chǎng)大門口。

中國(guó)差在哪里,問題出在哪個(gè)環(huán)節(jié)

那么在這個(gè)領(lǐng)域中美差距究竟體現(xiàn)在哪里?很多人可能會(huì)說是技術(shù)水平問題,但是這只是一個(gè)籠統(tǒng)的說法,細(xì)究起來,實(shí)際上存在以下四個(gè)方面的問題。

第一個(gè)問題就是發(fā)動(dòng)機(jī)高空點(diǎn)火可靠性問題,這也是朱雀三號(hào)回收失敗主要原因,在一級(jí)箭體分離后,需要反推發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)進(jìn)行減速操作,在高空中由于氣壓、溫度以及燃料流量與地面都不相同,這個(gè)點(diǎn)火可靠性問題是整個(gè)回收流程關(guān)鍵所在,稍微有一點(diǎn)偏差就會(huì)導(dǎo)致失敗,而獵鷹9號(hào)花了多年時(shí)間才把這個(gè)點(diǎn)做好,中國(guó)現(xiàn)在還是在這個(gè)地方頻頻摔跟頭。

第二個(gè)問題是熱防護(hù)技術(shù),火箭回收時(shí)要承受巨大的氣動(dòng)熱,箭體材料如何在反復(fù)經(jīng)歷高溫和低溫循環(huán)之后保持結(jié)構(gòu)完整性,這不是一個(gè)單點(diǎn)的技術(shù)突破,而是材料科學(xué)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)手段的系統(tǒng)集成,SpaceX在這方面已經(jīng)形成了完整的工程化體系,中國(guó)目前正在用國(guó)產(chǎn)替代逐步填補(bǔ),斯瑞新材的銅合金內(nèi)膽、鉑力特的3D打印零件這些都在跟進(jìn),但離體系化還有距離。



第三個(gè)問題就是復(fù)用周期,SpaceX已經(jīng)做到“72小時(shí)翻新再發(fā)射”,即一枚火箭著陸后,在三天時(shí)間內(nèi)就可以再次升空,這需要有非常完善快速檢測(cè)、維修、加注設(shè)備,而中國(guó)的杭州剛剛建好的可復(fù)用火箭產(chǎn)能基地每年可以生產(chǎn)25枚,復(fù)用維護(hù)還在起步階段,計(jì)劃達(dá)到每周一次復(fù)用,與72小時(shí)相比還有很大距離。

第四個(gè)問題就是商業(yè)模式是否足夠成熟,技術(shù)是可以追趕,但是訂單、資金流以及供應(yīng)鏈都需要一定時(shí)間積累,在SpaceX中,獵鷹9號(hào)商業(yè)發(fā)射幫助星艦研發(fā),而中國(guó)商業(yè)火箭公司目前還在融資道路上,垣信衛(wèi)星組網(wǎng)招標(biāo)只是一個(gè)開始,整個(gè)商業(yè)閉環(huán)仍在建設(shè)當(dāng)中。

中國(guó)為什么這么著急,背后的真實(shí)壓力是什么

明白了技術(shù)差距,也就明白為何中國(guó)要在2026年集中發(fā)力,甚至將其提升至國(guó)家戰(zhàn)略高度,這不僅是一種技術(shù)競(jìng)爭(zhēng),而是另有深層次原因。

第一種邏輯是軌道位置的戰(zhàn)略稀缺性,在近地軌道不是無限的情況下,國(guó)際電信聯(lián)盟的原則是“先登先占”,誰先將衛(wèi)星發(fā)射到太空中,誰就占據(jù)了該軌道以及頻率資源,SpaceX的星鏈已發(fā)射超過7000顆,每顆都是搶占了有限的軌道位置,而中國(guó)的千帆星座、國(guó)網(wǎng)星座若未能及時(shí)跟上發(fā)射節(jié)奏,則意味著放棄了部分戰(zhàn)略位置,這不僅僅是一個(gè)榮譽(yù)問題,更是一場(chǎng)真正的競(jìng)爭(zhēng)。

第二條邏輯是成本競(jìng)爭(zhēng)的壓力,在SpaceX完成星鏈部署之后,由于其可回收所帶來超低的成本優(yōu)勢(shì),在未來整個(gè)衛(wèi)星通信市場(chǎng)的定價(jià)權(quán)將會(huì)嚴(yán)重偏向SpaceX,而其他國(guó)家想要參與,或者是遵循美國(guó)的價(jià)格標(biāo)準(zhǔn),或者擁有同樣的低成本發(fā)射能力,中國(guó)選擇了后者,而且只有可回收火箭能滿足這個(gè)要求。

第三種邏輯是國(guó)防及信息安全自主權(quán),衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)不是單純的商業(yè)活動(dòng),它是與軍事通信、偵察、導(dǎo)航等密不可分,一個(gè)不能自行發(fā)射衛(wèi)星的國(guó)家,在這方面是有缺陷,可回收火箭發(fā)展成熟后,發(fā)射成本降低、發(fā)射次數(shù)增多,高密度部署才能實(shí)現(xiàn),“千帆星座”、“國(guó)網(wǎng)星座”背后的真正支撐是這一點(diǎn)。



中美競(jìng)爭(zhēng)的格局,到底誰更有優(yōu)勢(shì)

說到這一點(diǎn),問題就出現(xiàn)了,在這種競(jìng)爭(zhēng)中,中美各自有利條件是什么,劣勢(shì)又是什么,差距是越來越大還是越來越?

SpaceX的優(yōu)勢(shì)是工程化閉環(huán)已形成,獵鷹9號(hào)發(fā)射超過500次,26次重復(fù)使用記錄,不是單純的技術(shù),而是一個(gè)已經(jīng)被實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)上百次的體系,數(shù)據(jù)支持、工藝流程、人員經(jīng)驗(yàn)等都是通過時(shí)間與失敗堆積而成的東西,這是很難被追趕的。

但是中國(guó)的有利條件也是客觀存在的:一是市場(chǎng)需求量巨大,在國(guó)內(nèi)建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)需要大量衛(wèi)星,這足以支撐起一個(gè)完善的商業(yè)市場(chǎng),不用去和其他國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)也有足夠的訂單維持技術(shù)研發(fā);二是制造成本更低,同樣一件產(chǎn)品,中國(guó)的制造成本低于美國(guó),如果技術(shù)成熟,那么就具有很強(qiáng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);三是多條路線并存發(fā)展,不是一家公司進(jìn)行研發(fā)工作,而是一批公司采用不同的方法進(jìn)行研究開發(fā),失敗了一個(gè)再換一個(gè),頻繁試錯(cuò)也是一種追趕手段。

一些學(xué)者指出,SpaceX從獵鷹9號(hào)首飛到首次回收用時(shí)約五年,而中國(guó)從2023年朱雀二號(hào)首飛開始,如果以相同速度發(fā)展,至2028年前后實(shí)現(xiàn)成熟再利用是合乎情理,不是過于樂觀的看法,而是技術(shù)進(jìn)步本身必然要求。

這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的終局,不只是誰先回收

最后說一句讓大家意想不到的是,在可回收火箭的競(jìng)爭(zhēng)中,誰贏得比賽并不是看誰先把火箭收回,而是看誰能把發(fā)射做成像快遞一樣平常。

技術(shù)突破僅僅是敲門磚,而真正在市場(chǎng)上站穩(wěn)腳跟則是誰能具備可靠度、低成本以及快速響應(yīng)能力,在這方面獵鷹9號(hào)真正的壁壘并不是一次成功回收,而是之后數(shù)以百計(jì)穩(wěn)定可靠的再利用。中國(guó)現(xiàn)在所缺乏的也不是一段成功的回收視頻,而是從一個(gè)點(diǎn)到一個(gè)體系跨越。

朱雀三號(hào)落點(diǎn)相差40米未能落地,這40米,代表了一個(gè)完整的系統(tǒng)工程化閉環(huán)差距,但是反過來講,這個(gè)精度,就已經(jīng)證明了路是通的,只是時(shí)間的問題而不是方向的問題。

這場(chǎng)比賽還沒結(jié)束,事情,遠(yuǎn)沒有那么簡(jiǎn)單。

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