降落伞、滑翔翼、直升机空中捞火箭，回收火箭也走了几十年的弯路

作者/《航空知识》主编 王亚男

火箭回收这项技术，不是马斯克的SPACE X拍脑袋想出来的独门秘技，而是过去几十年走了无数弯路，或者说各种奇思妙想尝试之后，才总结出来的一条可行之路，回顾过去那些失败方案，个个堪称脑洞大开。

美国早在上世纪50-60年代就已经开始尝试火箭回收的技术探索

工程师们并不是不会算经济账，用更少的钱完成航天发射，一直都是他们的重要理想。只不过在几十年前，尤其是冷战时代，大国航天的核心目标，更多是保障工程的根本任务顺利落地，而非纠结背后的预算数字。

即便如此，低成本航天也并非无人涉足，早在阿波罗时代之前，就已是工程师们认真研究的课题。

当时的科研人员早已设想过，能否让运载火箭耗尽燃料后完整返回地面，而非坠落损毁。早在土星5号火箭尚在图纸设计阶段，工程师们就已经开启了火箭回收与重复利用的相关构想。

1958年的概念设计图中，美国陆军导弹局就提出过用降落伞回收朱诺火箭的方案。后续在土星5号一级火箭的回收研究中，工程师们也沿用了这一思路。

火箭实现回收的核心原理是减速与缓冲，降落伞是最直观、最易落地的技术手段。在当年的概念图纸上，能看到大量依靠降落伞回收土星5号一级火箭的壮观设计。

为了让火箭一级火箭能够平稳垂直落地、稳定站立，工程师们甚至计划为土星5号一级火箭，加装如今猎鹰9号同款的支撑脚结构，让火箭落地后可直接直立在地面，大幅简化回收、检测和复用的流程，降低难度。

利用降落伞在海上回收土星5号一级火箭的设想

不过纯降落伞回收存在明显短板，降落伞仅能依靠气流随风摆动，通过空气阻力自然减速下落，无法实现精准定位。为解决火箭定点着陆的问题，工程师们又陆续提出了多种新思路。

第一种方案是为火箭一级加装可弹出式罗加洛滑翔伞翼。

在火箭下落的关键阶段，伞翼自动弹出展开，通过自控机构调节伞绳，控制伞翼气动状态，精准调整火箭下落轨迹。理论上，这款搭载滑翔伞翼的火箭，最终可通过滑翘方式实现水平着陆。

不过滑翔伞翼的控制效率远不及固定翼飞行器，存在稳定性不足的缺陷。为此工程师们再度创新，提出为火箭一级直接加装固定翼，将其改造为滑翔机的大胆构想。

当时的设计方案中，土星5号一级火箭曾规划搭载面积达950平方米的巨型三角翼。不仅如此，方案还计划配套加装喷气发动机，让火箭在回收过程中实现动力滑翔、自主可控着陆。

为火箭加装三角翼和喷气式发动机的设想更加大胆和复杂

这一构想看似完美，但经过专业评估后，暴露了诸多致命问题。巨型机翼本身重量极大，同时火箭还需配套加装厚重的防热系统，抵御大气层内气动加热带来的损伤。这些额外加装的结构，大幅增加了火箭的无效死重。

这类重量在火箭发射过程中无法提供任何推力贡献，反而会严重压缩火箭的有效载荷能力。在极度追求运载效率、优先保障航天任务运力的阿波罗时代，这一方案显然无法被接受，最终只能不了了之。

美国西勒飞机公司也曾提出一项极具创意的回收方案：研发超大型重型直升机，在空中直接捕获依靠降落伞减速下落的火箭一级。这套方案的原理，与当年美国C-130运输机空中挂钩回收侦察卫星胶片舱的技术如出一辙。

该技术虽有实际应用案例，但此前仅用于回收小型胶片舱，用于体型庞大、重量惊人的运载火箭一级，风险极高、可控性极差，最终也仅停留在概念图纸阶段。

超大型重型直升机空中捞火箭

还有企业针对直升机空中捕获的高风险问题，提出全新方案：在火箭一级加装动力旋翼结构，让火箭像直升机一样自主悬停、垂直着陆。但在当时的技术条件下，这套方案落地难度极大、问题繁多。

旋翼需要配套发动机、燃油系统、控制系统等一系列设备，依旧会大幅增加火箭无效载荷，可行性极低。

道格拉斯公司则提出了另一套独特思路：设计巨型充气式锥形减速伞，火箭下落过程中，减速伞在空中充气展开，整体包裹住一级火箭，通过气动减速实现缓冲，最终让火箭整体平稳降落于海面。

这套方案在如今具备较高可行性，近年来多国都开展过同类相关实验。得益于现代新型材料技术，可有效抵御火箭载入大气层时的高温气动加热。但在上世纪60年代，耐高温、高强度的适配材料极度稀缺，受材料技术限制，这一方案最终也未能落地。

道格拉斯公司提出的巨型充气式锥形减速伞回收火箭设想

纵观早期所有火箭回收构想，各类创新方案层出不穷，却无一真正落地应用，核心原因除了技术限制，更在于时代需求的主观导向。即便到了航天飞机时代，早期设计蓝图中曾多次规划可全重复使用方案，但最终落地的航天飞机，依旧只是部分可回收复用。

其中仅轨道器可重复使用，但复用成本极高；固体火箭助推器可通过降落伞回收，重新填充燃料后二次投入使用；而体积、重量最大的轨道器外部燃料箱，依旧是一次性消耗品，每次发射都需报废更换。

如今，火箭回收早已从概念构想变为成熟现实。现代火箭回收的核心技术逻辑，相较于早期方案更为精简、高效，代价更低：依托火箭自身发动机与剩余燃料，通过多次点火启动实现平缓减速；依靠小型气动舵面调整飞行姿态；搭配高精度飞控软件与卫星定位系统，精准控制下落轨迹。

可弹出式罗加洛滑翔伞翼回收火箭一级设想图

目前主流的火箭回收方式各有优势，包括机械臂夹持回收、落地支撑脚缓冲直立回收，以及我国独创的网系精准捕获回收等模式。

各类方案能够成功落地，核心原因有两点：一是当代航天产业高度重视运营经济性，低成本、可复用成为航天发展的核心需求；二是航天科技的持续迭代进步，攻克了早年无法突破的控制、材料、动力等技术难题，让火箭回收从空想变成了常态。

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