热点关注▏全球首次运载火箭网系回收成功,它是如何做到的?有何优势?

7月10日12时15分,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空,将卫星顺利送入预定轨道,火箭一二级分离约6分钟后,一子级垂直返回,在海上回收平台通过网系捕获方式成功回收,发射及一子级回收任务取得圆满成功。
此次任务是我国首次成功实施运载火箭一子级可控回收,同时也是全球首次运载火箭网系回收,标志着我国在重复使用火箭技术领域取得历史性突破,将为加快提升我国进出空间能力奠定坚实基础。长征十号乙运载火箭成为我国首型成功实施回收的重复使用运载火箭。

本次首飞任务成功验证了组合构型总体优化设计技术、大推力箱底传力技术、甲烷自生增压技术等核心关键技术,特别是成功验证了基于隔板贮箱的推进剂管理技术、发动机多次启动和高空点火、复杂力热环境适应性、高精度导航控制、海上平台网系捕获回收等多项一子级重复使用关键核心技术。
据央视新闻介绍,长征十号乙是一型5米直径两级串联构型的大型液体运载火箭,起飞重量约760吨,可适配低轨卫星互联网星座部署、大型商业卫星发射等各类任务需求,重复使用状态下可大幅降低发射成本,具有大运力、高性价比的核心优势。

长征十号乙是一型可回收火箭,一子级火箭完成任务后,将降落在海上的回收船上,它不用着陆腿着陆,而是挂在回收船的“网”中,这套海上平台网系捕获回收技术,在国内是首次工程化应用。如何在海上接住这枚从天而降的火箭?
这听起来像科幻电影里的场景,却是中国航天正在挑战的“全球首创”:海上网系回收技术。它和SpaceX猎鹰9号那种“大长腿”垂直着陆的回收方式,走的是完全不同的路。据了解,这项“海上网系回收”技术的核心灵感来源于航空母舰。在航母上,高速降落的舰载机依靠机尾的钩子,钩住甲板上紧绷的拦阻索,在短短百米的距离内就能稳稳停住。中国航天的工程师们想,为什么不能把这种成熟可靠的拦阻理念,用到火箭回收上呢?于是,一个给火箭“铺安全网”的方案诞生了。

搭载巨型回收架的作业船在预定海域待命
长征十号乙的级间段配备了非常典型的可重复使用火箭的设备--栅格舵,在回收过程中它就像一个方向盘一样,控制火箭的姿态。它和陆地重复使用火箭不同之处是一个人字形的挂钩。这个挂钩和舰载机在航母上着舰道理是类似的,它是在海上网系回收过程中,用这个挂钩来进行挂索,从而实现回收。

这个“钩子”是长十甲系列,包括长十B(乙)特有的。网系回收的时候,地面是通过这个柔性的索来把箭体接住,这个索穿过钩子,最终卡在里面进行挂网。这次长十B(乙)的一大特色,是在长十甲的一子级基础上,新研制了一个液氧甲烷二子级。为了适应商业发射需求,该二子级采用了低成本设计。长征十号乙在回收状态下,近地200公里轨道的运载能力为16吨,卫星互联网的900公里、50度倾角轨道的运载能力为11吨。长十B(乙)将来使用的是长十甲回收回来的一子级,我们不生产新的一子级,而是充当“长十甲一子级的搬运工”,充分利用现有的一子级进行重复使用,最大限度地发挥其作用。
最直观的理解,就是“航母舰载机降落”的放大版。舰载机靠尾钩钩住航母甲板上的阻拦索,在短短几十米内从高速降为零。火箭也是一样,不过它要“钩”的,不是海面上的索,而是海面上空、由回收船撑起的一张巨型柔性网。
中国航天科技集团网系回收项目核心负责人许学雷曾解释,这套方案的核心思路,就是把原本由火箭自己承担的末端缓冲、精准停靠压力,全部转移到海上平台。
具体怎么做?整个过程像一场精心编排的“高空芭蕾”:
分离与调头:火箭一子级完成助推任务后,与二子级分离。此时它还在太空,需要通过调姿,让“大头”朝前,靠着大气层的气动阻力先“刹车”减速。
栅格舵修正:飞出黑障区后,箭体上的4片栅格舵展开,像飞机的翅膀一样,在飞行中不断修正轨迹,确保火箭能飞向回收船所在的海域。
多次点火反推:主发动机按程序多次点火,将下降速度从数倍音速逐步降低,同时耗掉剩余燃料,防止坠地时爆炸。
精准对准:当火箭降到回收船上方数公里时,船上的高精度测控雷达和光学设备全程锁定火箭,实时传输差分定位信号,引导火箭对准回收船正上方。
最后的“挂网”:最关键的一步来了。当火箭降至海面约120米高度时,箭体上4枚机械式对接挂钩同步弹出。此刻,火箭必须像一枚精准的标枪,垂直落入回收船上那张36米宽的井字型柔性网里。4枚挂钩会同时卡入网体的主承力索,火箭巨大的动能瞬间被柔性网吸收,最终被稳稳地“挂”在空中,实现柔性捕获而非硬着陆。

箭体被回收架吊起,完成挂网回收作业
本次发射还有重头戏,就是领航者号回收船。该船建造单位为中船集团广船国际,联合中科院深海所、中国运载火箭技术研究院,在2025年11月于广州南沙完成命名交付,2025年12月18日取得CCS中国船级社入级、国籍证书。
要在波涛汹涌的大海上,用一张网接住从太空砸下来的火箭,回收船本身必须稳如泰山。“领航者”号船长144米、宽50米,满载排水量高达2.5万吨,比很多轻型航母还大。它搭载了强大的DP2级动力定位系统,配合多传感器融合定位与前馈浪涌补偿算法,可以做到在4米浪高的海况下,将定位精度控制在0.5米以内。
打个比方,这就像在狂风暴雨中,让一艘巨轮保持纹丝不动,同时还要精确地举起一个网兜,去接住从几十层楼高掉下来的一个重物。船上搭载的海兰信提供的测控系统,就是回收任务的“神经中枢”,实时计算着火箭和船的最佳对接路径。

“领航者”号回收船
这种看起来“多此一举”的复杂方案,换来的是巨大的性能优势:
运力损失大幅降低:SpaceX的猎鹰9号之所以要装4条“蚂蚱腿”,每一条都重达数吨,这些“死重”会吞噬宝贵的运力。而去掉着陆腿的网系回收方案,仅此一项就能让火箭运力损失降低约20%。长征十号乙在回收状态下,近地轨道运力依然能保持在16吨以上。
容错率更高:猎鹰9号必须精准地落在直径几十米的驳船甲板上,稍有偏差就侧翻。而网系回收的横向对接容错范围高达±8米,相当于给火箭“抱”了一个巨大的安全网,大幅降低了对末端制导精度的要求。

采用垂直着陆方式的火箭在回收船甲板着陆
适应更多海况:猎鹰9号只能在3-4级海况下作业,风浪一大就只能取消。而“领航者”号凭借巨大的船体和动力定位系统,其理论可作业海况远超猎鹰9号,这意味着更多的回收窗口和更低的发射延误风险。
现这条技术路线经过了首次真实飞行验证,相比而言,猎鹰9号已经完成了超过300次回收,技术完全成熟。后续,长征十号乙运载火箭研制团队将持续优化火箭性能,加快重复使用火箭技术的迭代升级,预计将在今年年底前完成一子级火箭复用飞行。
本次首飞成功,使我国成为全球第二个掌握大运力可回收火箭技术的国家,并为后续大规模的低轨卫星星座组网,提供一条全新的、成本更低的“太空物流”通道。
海上网系回收系统可以带来了几个实实在在的好处:
第一个是容错率高:垂直回收要求火箭落点的误差极小,就像用筷子去夹一根飞速下落的针。而网系回收允许火箭的落点有一定偏差,只要它的钩子能进入网的范围就行,这大大降低了火箭末端飞行的控制难度和风险。
第二个是能提升运载能力:传统的着陆腿结构死重很大,取消它们之后,火箭一级可以减重5%以上,节省出来的重量可以转化为有效载荷,预计能使火箭的运力损失减少15%到20%。对于一次发射成本动辄数千万甚至上亿的火箭来说,每一点运力的提升都意味着巨大的经济效益。
第三个是便于维护:如果火箭溅落海里,海水腐蚀会对精密的发动机和电子设备造成严重损害,翻修起来非常麻烦。而被网兜住、直接落在甲板上,就能避免海水浸泡,有利于快速检修和重复使用。
网系回收的意义不在于“做到了”,而在于它验证了一条可以规模化、低成本复用的技术路线。这条路走通了,后续的发射成本就有望大幅下降,从“能发射”真正进入“能低成本、高频次发射”的时代。当前国内规划的低轨卫星发射数量超过3万颗,千帆星座、GW星座等合计组网需求巨大,如果每次发射都是一次性消耗,运力瓶颈和成本瓶颈会同时卡住我国商业航天的脖子。这整套逻辑的背后,是国内低轨卫星星座的爆发式需求。
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