每公斤千元的太空時代——?dú)鈩訙p速能夠重塑商業(yè)航天的成本邊界嗎？

走過第一個十年，中國商業(yè)航天正迎來“大爆發(fā)”時刻，火熱勁頭從發(fā)射場一路旺到資本市場。在賽道被持續(xù)加熱的當(dāng)下，火箭回收儼然成為了商業(yè)閉環(huán)的“沸點(diǎn)”。

在SpaceX的垂直回收（VTVL）已成為全球商業(yè)航天的“通解”標(biāo)桿時，一家名為千億航天（Nayuta Space）的中國民營火箭公司，正在探索一條截然不同的技術(shù)路徑——讓火箭一級像航天飛機(jī)一樣，在大氣層中滑翔后水平著陸，實(shí)現(xiàn)回收復(fù)用。這種名為ADHL的技術(shù)，正在嘗試給出商業(yè)火箭復(fù)用的另一種解法。

▲“玄鳥-R”火箭氣動減速

●垂直回收的技術(shù)門檻

垂直起降（VTVL），顧名思義就是垂直起飛和垂直降落。火箭通過垂直起降可以達(dá)到回收子級并重復(fù)利用的目的。目前最具代表性的，當(dāng)屬SpaceX的獵鷹9號。

垂直起降回收的優(yōu)勢顯而易見：回收著陸精度高、著陸沖擊小，能實(shí)現(xiàn)包括一級發(fā)動機(jī)等核心部件在內(nèi)的箭體整體無損傷回收，另外，在SpaceX的計(jì)劃中，火箭發(fā)射和垂直起降采用同一發(fā)射臺，更加提升了運(yùn)載效率。因此，SpaceX開拓出的垂直起降回收路線憑借綜合商業(yè)應(yīng)用價(jià)值，成為其他公司尋求的火箭回收的通解。

但任何技術(shù)路線都有其特定的適用場景和設(shè)計(jì)取舍。

垂直回收對發(fā)動機(jī)提出較高的要求：必須在極端工況下實(shí)現(xiàn)多次可靠啟動，又需要實(shí)現(xiàn)推力的深度連續(xù)調(diào)節(jié)。這是一套經(jīng)過長期驗(yàn)證的成熟技術(shù)方案，但也需要相應(yīng)的研發(fā)積累。同時，回收階段需要預(yù)留燃料用于減速制動，業(yè)內(nèi)普遍的判斷是，這部分燃料會占用有效載荷的10%到15%。

在這樣的背景下，千億航天選擇了氣動減速這一技術(shù)方向。這并非對垂直回收路線的否定，而是基于不同的技術(shù)邏輯和適用場景的判斷。

從技術(shù)演進(jìn)的視角來看，氣動減速在特定場景中具有獨(dú)特價(jià)值。二子級的飛船/火箭回收只能采用氣動減速技術(shù)，原因是二級再入速度高達(dá)25馬赫左右，面臨3000度左右極其嚴(yán)苛的熱環(huán)境，無法通過預(yù)留多余推進(jìn)劑來實(shí)現(xiàn)減速，目前全球現(xiàn)役所有二級飛船/火箭均通過氣動減速實(shí)現(xiàn)返回。如神舟飛船、SpaceX龍飛船及星艦、NASA現(xiàn)役的獵戶座飛船、俄羅斯聯(lián)盟號飛船等。

▲SpaceX星艦二子級氣動減速畫面

這意味著，未來要實(shí)現(xiàn)火箭一二級全復(fù)用——即一級和二級都能重復(fù)使用——?dú)鈩訙p速是一條重要的技術(shù)方向。它不僅適用于二級回收，同樣可以應(yīng)用于一級。兩種技術(shù)路線各有側(cè)重，共同構(gòu)成了火箭回收技術(shù)的完整圖譜。千億航天選擇ADHL技術(shù)路線，正是基于這樣的技術(shù)邏輯。垂直回收與氣動減速并非對立，而是面向不同應(yīng)用場景、不同發(fā)展階段的技術(shù)選擇。

●ADHL的“氣動減速”哲學(xué)

千億航天的“氣動減速-水平著陸 ADHL（Aerodynamic Deceleration-Horizontal Landing）”技術(shù)方案，試圖通過耦合高超聲速飛行器和戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)理念，在返回階段利用大氣阻力進(jìn)行火箭的氣動減速。

這個看似拗口的技術(shù)名詞，背后的邏輯其實(shí)更加符合物理直覺：讓火箭一級在返回大氣層時，利用空氣阻力來減速，而非完全依賴發(fā)動機(jī)反推。打個比方，就像飛機(jī)降落時放下襟翼增加阻力、降低速度，而不是一直開著發(fā)動機(jī)“剎車”。

這個思路聽起來簡單，實(shí)際上對材料剛度、熱管理等火箭的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提出了新的挑戰(zhàn)。最困難的還是在大氣阻力的作用下，如何保證對火箭箭體的精準(zhǔn)控制，不讓這個龐然大物在空中俯仰偏轉(zhuǎn)，穩(wěn)穩(wěn)地飄回地面。

火箭一級與上面級分離時，速度超過馬赫數(shù)5，以每秒近兩公里的速度沖向大氣層。在這樣的速度下，空氣已經(jīng)不再是“風(fēng)”，而是一堵墻。如何利用這堵墻來減速，而不是被它撕裂？這是氣動設(shè)計(jì)師們研究了半個世紀(jì)的課題。

千億航天的做法是：在一級箭體上設(shè)計(jì)獨(dú)特的氣動外形——可調(diào)節(jié)翼面。這些結(jié)構(gòu)在回收階段不斷調(diào)整著箭體飛行姿態(tài)和軌跡，最大化利用大氣阻力進(jìn)行被動減速，讓火箭像落葉一樣“滑翔”。

▲“玄鳥-R”火箭舵面

這個過程需要極其精密的控制。姿態(tài)偏一度，大氣阻力產(chǎn)生的熱量就可能超過材料極限；軌跡偏一毫，落點(diǎn)就可能偏離跑道數(shù)十公里。而這一切，都發(fā)生在大氣層邊緣那幾分鐘的時間里。

依據(jù)ADHL的技術(shù)原理，火箭一子級再入后，以“傾斜姿態(tài)”大攻角飛行，像風(fēng)箏一樣借助大氣阻力減速，將速度從高超音速（超過3000米/秒）降至亞音速（約260米/秒），最后20秒點(diǎn)火實(shí)現(xiàn)水平著陸。

但正是這種“借力打力”的思路，帶來了一個關(guān)鍵優(yōu)勢：不需要發(fā)動機(jī)多次點(diǎn)火減速，因而大幅減少了為回收預(yù)留的燃料。

●站在巨人的肩膀上

據(jù)測算，大攻角下箭體阻力系數(shù)可從傳統(tǒng)錐體的0.5提升至2.1。以千億航天目前的主力型號“玄鳥-R”為例，直徑3.8米的箭體，在30公里高度、6馬赫速度下，氣動阻力可達(dá)521噸，可在52秒內(nèi)將速度從2800米/秒降至500米/秒，其70°大攻角姿態(tài)控制已通過多次仿真迭代驗(yàn)證。

相比垂直回收，ADHL方案對發(fā)動機(jī)的依賴大幅降低：點(diǎn)火次數(shù)從3次減至1次，點(diǎn)火時長從60至90秒縮至10至20秒。這意味著，對于發(fā)動機(jī)推重比、深度調(diào)節(jié)能力等環(huán)節(jié)，ADHL的敏感度較低，可直接適配現(xiàn)有供應(yīng)鏈。

這套技術(shù)邏輯的可行性背后，是我國在高超聲速飛行器、先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)等重大工程中，沉淀下來的是一整套世界領(lǐng)先的能力體系：氣動設(shè)計(jì)、控制算法、熱防護(hù)技術(shù)、試驗(yàn)驗(yàn)證平臺，以及一批經(jīng)歷過型號錘煉的頂尖人才。

千億航天團(tuán)隊(duì)中的核心骨干，不少就來自這些領(lǐng)域。他們帶著在國家重大工程中摸爬滾打的經(jīng)驗(yàn)，把這些“家底”，有效地遷移至火箭的控制上，形成了獨(dú)特的技術(shù)護(hù)城河，構(gòu)成了ADHL能夠落地的基礎(chǔ)條件。也正因如此，ADHL才得以從一份設(shè)想方案，一步步走向工程實(shí)踐。

●從“一次性餐具”到“耐用品”

技術(shù)層面的探索，最終要回到商業(yè)邏輯上來接受檢驗(yàn)。

垂直回收之所以能成為主流，是因?yàn)樗脤?shí)踐證明了一件事：火箭復(fù)用，在經(jīng)濟(jì)上是行得通的。SpaceX的獵鷹9號為此做出了開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。它讓世界看到，一枚火箭可以發(fā)射、回收、再發(fā)射。

但任何開創(chuàng)性工作都不意味著終點(diǎn)。在成本敏感的市場中，運(yùn)力損失這筆賬始終存在優(yōu)化的空間。

ADHL的切入點(diǎn)正在于此。它在實(shí)現(xiàn)復(fù)用的同時，最大限度地保留了運(yùn)力。這意味著火箭的制造成本可以被攤薄到更多次發(fā)射中，而運(yùn)力卻沒有被嚴(yán)重“損耗”。用千億航天團(tuán)隊(duì)的話說：“我們要打造天地往返的平民化交通工具，通過大幅降低進(jìn)入太空的成本，重新定義個體與太空資源的連接方式。”

背后的邏輯是，當(dāng)發(fā)射頻率足夠高時，真正決定成本的不是火箭的造價(jià)，而是它在全生命周期中能創(chuàng)造多少價(jià)值。

我國兩大巨型星座正在密集部署。GW星座規(guī)劃約1.3萬顆衛(wèi)星、千帆星座規(guī)劃約1.5萬顆衛(wèi)星，合計(jì)2.8萬顆。按10年部署周期粗略測算，年均需完成數(shù)百次發(fā)射。

當(dāng)前，行業(yè)與資本市場已經(jīng)將目光逐漸投向性價(jià)比更高、更具可執(zhí)行性的技術(shù)方案。真正值得關(guān)注的，并非某一次發(fā)射的成敗，而是未來高頻次發(fā)射市場中，誰能真正為用戶提供更純粹的運(yùn)力、更低的單次成本。

●玄鳥-R已就緒，未來不止于衛(wèi)星

據(jù)披露，千億航天的“玄鳥-R”全尺寸試驗(yàn)箭，目前已經(jīng)生產(chǎn)完畢。從公開的資料來看，這枚火箭的外形和常見的圓柱體有所不同，它多了專門為ADHL技術(shù)設(shè)計(jì)的四個翼面。這些獨(dú)特的設(shè)計(jì)，正是氣動減速水平著陸方案的物理載體。

▲“玄鳥-R”全尺寸試驗(yàn)箭

接下來的節(jié)奏很清晰：地面試驗(yàn)、低空縮比試驗(yàn)，再到全流程試車驗(yàn)證。如果進(jìn)展順利，我們或許很快就能看到這枚火箭在天空中完成“滑翔”回家的畫面。對于ADHL技術(shù)而言，這將是它從概念走向工程驗(yàn)證的關(guān)鍵一步。

值得一提的是，ADHL這種水平著陸的特性，天然適合未來地外/外星空間站貨物的精準(zhǔn)返回。

比如在空間站貨物返回場景中，精準(zhǔn)降落在跑道上比海上回收或沙漠著陸要可控得多，對貨物的沖擊也更小。再比如亞軌道太空旅游，乘客需要的是平穩(wěn)、低過載的飛行體驗(yàn)，水平著陸顯然比垂直沖擊要友好得多。這些延伸方向，讓ADHL技術(shù)的想象空間遠(yuǎn)不止于“運(yùn)衛(wèi)星”。

商業(yè)航天的迷人之處，從來不在于復(fù)制粘貼別人的答案，而在于探索屬于自己的路徑，為這個行業(yè)提供更多可能性。技術(shù)演進(jìn)從來不是單選題，在“主航道”之外，總有人在探索新的路徑，尋找更優(yōu)的答案。

千億航天選擇了一條自己的“滑翔道”。這條路能走多遠(yuǎn)，能否為行業(yè)帶來更多可能性，值得保持關(guān)注。而因?yàn)檎沁@些不同方向的嘗試，最終匯聚成商業(yè)航天走向成熟的力量。