当下我国正在有序推进商业航天和卫星互联网的建设,过去的卫星网络和地面网络建设覆盖面集中在热点区域和重点行业,但在面临应急救援、地震海啸、战争等重大突发事件时,现有的通信网络依然面临通讯不畅的问题,对现场和态势发展的掌控存在信息真空。
这对于无线通信领域的从业人员来讲,深感责任重大,需要更多的勇气和智慧,去打开行业新格局,创造崭新业态。
我们看到,当前国内的商业航天和卫星互联网正在从试验阶段迈向组网试商用阶段,受限于火箭运力不足的窘境,各个巨型星座的组网节奏明显慢于预期,这里面有许多因素的影响,产业链不同行业之间要形成高效协同发展的局面,需要一步一步走。
当前,蓝箭航天的朱雀3号、天兵科技的天龙3号、航天科技的长征12A等已完成首飞,回收任务失败,获取了实际的飞行数据,用于归因分析和后续迭代。除了已经完成首飞的可重复使用火箭型号外,还有多款大运力可重复使用火箭正在研制和试验阶段。
距离稳定可靠、常态航班化发射,还有很长的路要走。
现如今,Space X无疑是断层式领先,蓝色起源紧随其后,我们回过头来看当年,马斯克当年为了火星梦,都做了些什么。
2001年,梦想殖民火星
2001年,马斯克买了一架单引擎涡轮螺旋桨飞机,学习飞行驾驶,满足对冒险的渴望,也能更好地理解空气动力学。
在劳动节周末,马斯克和在宾夕法尼亚大学时的朋友雷西开车返回曼哈顿的路上,马斯克谈到想去太空中做些事情,“但我想不到有哪些事是凭个人力量就可以办到的”。
马斯克认为造火箭最基本的物理条件只有金属和燃料,这些东西并不昂贵,所以造火箭是有可能的。
当马斯克查询NASA关于登录火星的计划时,发现竟然没有,感到十分震惊。
于是,马斯克的一个新使命油然而生——造火箭殖民火星,让人类建立起跨行星的文明。
30岁,两次被科技初创公司裁掉的马斯克,为什么会这么想?马斯克给出了3个缘由:
(1)技术的进步并不是必然的,技术可能止步不前,甚至倒退。现在很多人都在质疑美国50年前就实现登月了,为什么今天重返登月时,困难重重。技术不会自动进步,只有人们坚持不懈的奋斗,才会日臻完善。
(2)殖民其他星球有助于确保人类文明和意识的保留和赓续,以防在地球家园遭遇不测——被小行星撞击、核战争或气候变化所摧毁。
(3)马斯克家族的冒险精神内核,驱使他寻找人类行星移民的方案。
从宏大叙事讲故事,到落地执行计划,马斯克决定造火箭。本来计划去俄罗斯购买通过退役导弹改装的火箭玩一下,然而经过谈判,俄罗斯人要价超乎预算,最后不欢而散。于是决定成立私营火箭公司,用于发射卫星将人类送上太空,再登陆火星和其他星球。
众所周知,造火箭成本太高,此前仅限于国家队,不计成本的投入。马斯克觉得这其中存在很高的“白痴”指数,即某个制成品的成本比其基本材料的成本高太多。
要推动航天技术的发展,必须彻底改造现有的火箭制造技术。
2002年,成立Space X造火箭
1995年,在那个互联网刚兴起的年代,马斯克正准备去斯坦福大学攻读材料科学的研究生,研究固态超级电容。当时,马斯克构思着真正影响人类社会的东西:互联网、可再生能源和太空旅行。
马斯克在大四那年,开始进入互联网,做黄页,把企业名录和地图数据结起来,研究虚拟城市导航。当毕业纠结读研还是继续做互联网时,听取汇丰银行尼科尔森的建议,抓住互联网革命的浪潮,读书以后有的是机会。
于是,马斯克后面做了Zip2、X.com和Paypal,赚取了不少钱,成了年纪轻轻的富豪。
有了初期的资金和人脉,马斯克创办自己的火箭公司的想法越来越强烈,然而这毕竟是高风险的事业,想法一提出就遭到朋友们的反对,拿出众多火箭爆炸的视频,劝退马斯克。
马斯克做了最坏的打算:大不了搞失败,倾家荡产。
从最初的非盈利太空冒险计划,到脚踏实地、有利可图,马斯克计划通过火箭发射一些商用或来自政府部门的卫星。
马斯克决定从一枚小火箭开始,为小型卫星打造低成本火箭方案,其中一个关键指标是:每磅有效载荷送入轨道的成本。
将单位成本推力最大化,增加发动机的推力,减小火箭的质量,同时让火箭可重复使用。
2002年5月,在洛杉矶,马斯克发起成立SpaceX,并计划在2003年9月前发射第一枚火箭,在2010年向火星发射一枚执行任务的无人火箭。当时马斯克的风格便是目标十分激进,不切实际,然而正是这种为了目标快速迭代更新的机制,后来证明是有效的,虽然最终延期了,但结果显然领先同行数年。
造火箭离不开发动机,马斯克首先找到能做发动机的人——汤姆.穆勒。
穆勒在TRW公司工作,该公司的发动机曾将美国宇航员阿姆斯特朗送上了月球。穆勒对TRW公司谨小慎微、规避风险的行事风格感到不满,马斯克跑过来挖墙脚,希望穆勒担任SpaceX推进部门的负责人,设计火箭的发动机。
穆勒当时并非有钱人,在航天系统做工程师,打工维持生计,所以希望马斯克提前把两年的薪水交给第三方托管,万一SpaceX没搞起来倒闭了不至于拖欠工资。马斯克虽然同意了,但就此认为穆勒只是一个打工人,而不是联合创始人。“想成为联合创始人,必须在付出聪明才智、辛勤耕耘的同时勇于承担风险。”
在布置火箭工厂时,马斯克把设计、工程和制造团队全部集中在一起,以便于提高沟通反映效率。
他们决定将火箭命名为“猎鹰1号”,一二级火箭采用液氧煤油。
控制成本,换今天的话术就是降本增效,马斯克希望尽量在公司内部制造零部件,而不是从供应商那里购买。
在航天领域,零部件的设计制造要满足GJB,马斯克对此保持质疑,并坚持砍掉那些除物理学定律约束外的金科玉律,当作建议而不是要求。
为了快速制造出火箭,马斯克采取了一种迭代式的设计方法:迅速制成火箭和发动机原型,进行测试,炸毁,修改,再次尝试,直到最后做出能用的东西。快速推进,把试验品炸掉,然后重复这一过程。
“你不需要完美地规避多少问题,关键是你能多快找出问题,然后解决它。”穆勒总结道。
为了快速迭代,找到试验场所,就开始反复试验:不断尝试新的想法,然后随时准备炸掉做好的东西。
2003年,马斯克和SpaceX第七号员工肖特韦尔一共前往华盛顿,拿到了为美国防部发射一枚战术卫星的合同,金额350万美元。
2004年,SpaceX通过竞标拿到了NASA的商业轨道运输服务合同,开启了太空服务新模式。
私营公司通过竞标,执行发射服务,并承担资金和技术风险,通过某些关键验收环节和发射结果获取报酬,通过掌握的火箭技术和制造过程,其参数范围没有被限定死,而是更灵活、更宽泛,如果火箭具有更高的成本效益,获得成功,这将改变整个火箭行业。
20年后,我们再次面临类似的场景,这就是商业航天。
2006年到2008年,在经过3次发射爆炸失败后,2008年9月28日第四次发射时,终于取得了成功,猎鹰1号成为了第一枚由私营公司设计制造、成功入轨的火箭,也终结了SpaceX倒闭的可能。在12月,SpaceX获得了NASA一份16亿美元的合同,在空间站与地球之间提供往返运输。
有了发射合同和外部投资,SpaceX走上了正轨,并开始研发猎鹰9号和龙飞船等。猎鹰9号使用了9个发动机形成强大推力,2010年6月,进行了首次试验性入轨飞行,并且取得了成功。如今,猎鹰9号已经非常稳定可靠进行星链卫星的常态化发射。
2015年,可重复使用火箭
2000年,亿万富翁、亚马逊创始人贝索斯,悄悄创办了名为“蓝色起源”的公司,于马斯克一样,期望打造可重复使用的火箭,实现太空旅行。
贝索斯非常关注引导火箭返回地球时软着陆的传感器和软件的设计和制造,所有功能和燃料集成在火箭上,还需要减轻火箭的重量,使得发动机有足够的推力将载荷送入轨道。
当时,蓝色起源申请了一份海上着陆回收的专利,而海上回收在美国已经讨论了半个多世纪了,马斯克对此不屑一顾,老掉牙的技术方案不应该申请专利,蓝色起源最终撤销了该专利。
2014年8月,装有着陆腿和栅格翼的猎鹰9号进行着陆测试,发射升空后不久,3台发动机中的一台出现故障,火箭随即爆炸。
2015年6月28日,猎鹰9号执行货运任务,发射升空两分钟后,二级火箭的一个支撑氦气罐的支柱倒下,随后火箭发生爆炸。
一团乌云笼罩在可重复使用火箭发射回收上。
贝索斯这边也在积极推进可重复使用火箭的试验。2015年11月,蓝色起源发射了一枚二手火箭,历时11分钟,进入了外太空起点卡门线的高度,在GPS系统和栅格翼的引导下,火箭返回地球,助推器发动机点火,减缓下降速度。随着着陆腿缓缓展开,火箭在地面上空盘旋,不断调整位置坐标,随后轻轻落地。贝索斯第二天宣布本次任务获得胜利,“受控着陆过程并不容易,但只要掌握方法,一切看上去都轻而易举。”
暗中较劲的马斯克对此不认同取得了重大进展,蓝色起源的这次试验仅仅够着了外太空的大门,距离心目中能将有效载荷送入预定轨道并回收火箭的目标相距甚远,要实现发射卫星和抵国际空间站等重要人物,需要猎鹰9号这样的火箭,如果能返回着陆并再次使用,将秒杀蓝色起源的这次成就。
2015年12月21日,马斯克的机会来了。
为了摆脱地心引力的束缚,SpaceX还在继续努力,把猎鹰9号重新设计,新版火箭加注更多液氧燃料,降低液氧温度,以增加其物质密度,提高火箭供能效率。
在火箭发射前夕,一二级火箭之间出现了液滴,但不确定是液氧还是液氧罐泄露。发射前一分钟,控制室里,大家都极度紧张,冷汗直冒,等待着马斯克做出是否发射的命令。
马斯克凭借物理直觉,决定执行发射任务。
马斯克赌赢了,升空过程完美无缺,静静等待和观察着陆器是否安全返回并实现稳定着陆。
二级火箭分离后,助推器的推进器开始点火,助推器调转方向,底部朝下,缓缓下降,朝着陆区飞来。在GPS和传感器的引导下,在栅格翼的帮助下,在着陆点缓缓降落。
“猎鹰已着陆”,播音员的声音传遍了整个控制室大厅,而马斯克早已飞奔出控制室,在公路边盯着天幕,看火箭着陆。
贝索斯发文祝贺SpaceX取得回收着陆成功,马斯克认为SpaceX取得的成就显然高于蓝色起源。

2025年11月14日,贝索斯再次发力,蓝色起源的新格伦火箭成功实现一级助推器海上回收,成为继SpaceX之后全球第二家掌握轨道级火箭回收技术的公司。
如今,SpaceX凭借猎鹰9号、星舰和Starlink等核心资产,推动IPO,并且估值达到了惊人的1.75万亿美元。
我国可重复使用火箭进展
2025年12月3日,我国的民营火箭公司蓝箭航天也迎来了重要时刻。当天,朱雀三号成功完成轨道发射,二级火箭进入预定近地轨道,但一级火箭在回收阶段出现异常燃烧,未能实现软着陆。尽管一级回收失败,但此次首飞验证了火箭的基础可靠性和多项关键技术,包括液氧甲烷发动机、多次点火能力、不锈钢箭体结构及高精度制导控制系统。
朱雀3号总指挥戴政介绍,火箭一二级分离完以后,有一个高空大角度调姿,调姿后,在距离地面80公里的高空点火段实际上非常完美。从40公里一直滑行到距离地面3公里,气动控制的滑行段表现也很顺利。

“在3公里的时候,要做一次着陆点火。这类似于急刹车,高度降为零的时候,速度基本上也要降到零,这时着陆腿展开才能吸收掉撞击的冲击,让火箭完好无损地立在地面上。对火箭飞行器控制来说,是非常大的难度。最后那一脚刹车没有踩好,就没有实现刹车的功能,火箭坠毁在场坪的边缘。”
坠毁点距离着陆的中心点约40米,戴政介绍,这意味着如果最后的着陆点火工作正常,预期是能够实现目标的,而且能落在场坪中心。
戴政表示,SpaceX不断试错“能摸出产品的边界,实现快速迭代”。他认为某种程度上讲,中国也看到了这一点。
继朱雀3号之后,长征12A火箭将开始首飞与回收技术的验证。朱雀3号和它一样都瞄准了星座组网这一国家需求。
12月23日,我国在东风商业航天创新试验区实施长征12A发射任务,火箭二级进入预定轨道,一级未能成功回收,具体原因正在进一步分析排查。
2026年4月3日,天兵科技的天龙3号遥一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空,火箭飞行异常,首次飞行试验任务失利。具体原因正在进一步分析排查。
据介绍,天龙3号是我国商业航天首款有望实现近地轨道运力超20吨的大运力液体火箭,性能对标国际主流的SpaceX 猎鹰9号,可实现一箭36星组网发射。
预计2026年,我国还将实施多次可重复使用火箭回收试验飞行,形成了国家队+民营队齐头并进的格局,期待早日实现可靠稳定回收。
包为民院士在《可重复使用运载火箭技术发展综述》一文中,将可重复使用运载火箭研制所涉及的关键技术归纳为以下五方面:
①在总体优化设计方面,重点突破多专业总体参数联合优化、气动外形优化设计及高精度气动力预示和气动热及载荷环境高精度预示技术;
②在动力方面,重点突破发动机推力深度调节、推进剂管理及可重复使用技术;
③在结构与热防护方面,重点突破着陆缓冲机构设计和高效热防护及热管理技术;
④在导航、制导与控制方面,重点突破全任务自适应轨迹规划、高精度抗扰着陆控制、智能一体化协作设计技术;
⑤在全箭健康管理方面,重点突破故障监测、故障诊断、维修维护和可重复使用及寿命评估技术。
浩瀚乎寰宇,无线兮迅达,人类终将实现万物互联,星地通信,开启航天新时代。
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