1.1 朱雀 3 号与长征 12 甲接续发力，开启我国可复用火箭探索新阶段
“朱雀 3 号”火箭发射成功，开启我国可复用火箭探索发展新阶段：新华社北京 12 月 3 日电，朱雀三号遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空，按程序完成了飞行任 务，火箭二级进入预定轨道。朱雀三号是蓝箭航天空间科技股份有限公司自主研制的新一 代低成本、大运力、高频次、可重复使用液氧甲烷运载火箭，其动力系统基于揽件航天自 主研制的天鹊系列液氧甲烷发动机，火箭一级装有反作用控制系统、珊格舵与着陆支腿， 可在完成轨道发射后实施垂直返回回收与再利用。此次任务同时开展了火箭一级回收验证， 但过程中发生异常燃烧，未实现在回收场坪的软着陆，回收试验失败。 我国第二款首飞即尝试回收液氧甲烷运载火箭长征 12 甲接力朱雀三号，首发成功：12 月 23 日上午，长征 12 甲运载火箭在酒泉卫星发射中心执行首次飞行任务，并同步尝试一级 火箭垂直回收，此次发射成功实现二级入轨目标，运载火箭二子级进入预定轨道，但一子 级未能成功回收，飞行试验任务获得基本成功。作为我国第二款首飞即尝试回收的液氧甲 烷运载火箭，此次任务为后续相关技术迭代优化积累了宝贵数据与实践经验。作为我国新 一代中型液体运载火箭，长征十二号甲是在长征十二号统一技术体系下，面向低轨卫星星 座高频次发射需求，重点强化一级回收能力的一型可回收构型。其首飞不仅意味着这一新 构型的首次亮相，也标志着国家航天体系在“入轨级可回收运载火箭工程化应用”方向迈 出关键一步。
“可重复使用”是降低运载器成本的主要途径之一，亦是克服商业航天发展瓶颈的重要一 环：随着航天活动规模越来越大，发射越来越频繁，运载火箭的成本成为制约航天发展的 一项非常重要的因素。“可重复使用”是降低运载器成本的主要途径之一。据 TrendForce 介绍，目前一次性火箭平均发射成本落在 1.1 亿-1.8 亿美元之间，部分回收火箭 发射成本为 6700 万美元左右，随着全球主要大厂积极发展可回收技术，目标在 达成全面回收的情况下，有望将发射成本降低至 200-500 万美元。
回收复用，即通过对发射出去的火箭主要部分进行回收，继续用于下一次发射活动，以此 来实现降低发射成本、提升快速响应时间的目的。目前 SpaceX 公司的猎鹰-9（Falcon-9） 火箭、RocketLab 的“电子”（Electron）火箭、“中子”（Neutron）火箭等均选择回收复用技术路线。按照火箭回收部分的不同，可以分为一子级/助推器回收、整流罩回收、组 合体回收等。其中，一子级/助推器回收、整流罩回收，是指对运载火箭的某一部分进行 回收再利用，SpaceX 公司的猎鹰-9 系列火箭已成功实现了百余次芯一级回收、多次助推 器和整流罩回收，领跑全球技术发展方向；组合体回收，是指将火箭的某些部分组合进行 一体设计、一体回收再利用，RocketLab 公司的“中子”火箭即该类技术的典型代表。
1.2 美国猎鹰 9 号尝试多年才实现常态化可复用，复用火箭降本成效明显
猎鹰 9 号是一款可重复使用的两级火箭，由 SpaceX 设计和制造，旨在确保可靠且安全将 人员和有效载荷运入地球轨道及更远，猎鹰 9 号是世界上第一个轨道级别可重复使用火 箭，可重复使用使 SpaceX 能够回收火箭最昂贵的部件，而这些部件反过来也降低了火箭 发射成本。 猎鹰 9 号火箭从首飞到实现常态化可复用用了多年时间，经历了漫长的技术演进过程： 2010 年 6 月 4 日猎鹰 9 号完成首次发射，最早的猎鹰 9 号 v1.0 和 v1.1 版本在 2013-2015 年期间多次尝试海上和陆地回收，但全部失败，直到 2015 年 12 月 21 日，全推力版猎鹰 9 号才首次成功实现一级火箭陆地回收；从首次回收成功到 2018 年实现常态化复用， SpaceX 又用了约 3 年的时间，这一历程说明，可回收技术的成熟需要大量飞行数据积累 和持续改进。截至 2025 年 12 月 23 日，猎鹰 9 号已完成 580 次发射任务，着陆 534 次， 其中复飞 501 次。
“猎鹰”火箭助推器回收程序共有 3 个步骤：1）一级火箭和二级火箭分离后，火箭会自 动调姿并向后翻转，9 台发动机中 1 台开始工作，执行“回推”动作，此时火箭一级顶部的栅格翼展开调整姿态。2）在进入大气之后，3 台发动机执行“再入”点火，为火箭再入 阶段减速。3）最后，在接近地面时，1 台发动机执行着陆点火，实现火箭着陆前的反推， 通过着陆腿实现“猎鹰”火箭的软着陆。4）火箭一子级垂直回收在其与二级分离后实施， 先后经过调姿段、动力回飞段、滑行段、动力再入段和着陆下降段等五个阶段，在高精度 控制下最终以预定的速度和姿态返回预定的回收地点。
“猎鹰”9 火箭是迄今为止研发投入、成本分配、价格构成和价格策略、价格变化等信息 最为丰富的运载火箭。经过不到 10 年的时间，SPACEX 实现了“猎鹰”9 火箭从首飞到一 级回收、一级复用、整流罩回收和整流罩复用。根据马斯克公开的成本数据：猎鹰 9 号运 载火箭的复用成本为 1500 万美元，其中制造不可复用的二子级成本 1000 万美元，整流 罩、推进剂、氦气、维修一子级等成本约 500 万美元，维修一子级成本仅约合 25 万美元。 据刘洁等《“猎鹰”9 火箭的发射成本与价格策略分析》一文测算，SpaceX 全新“猎鹰” 9 火箭发射成本约为 5000 万美元，复用型“猎鹰”9 火箭发射的边际成本为 1500 万美元。
运载火箭发射成本表征发射 1kg 载荷到指定轨道的成本，猎鹰-9 发射成本占据优势：据 美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的运载火箭发射成本统计数据，猎鹰-9 运载火箭近 地轨道发射成本约 1.8 万元/kg，同样承担国际商业发射任务的主力运载火箭阿里安-5G 近地轨道发射成本约 8.5 万元/kg，“联盟”近地轨道发射成本约 4.9 万元/kg，质子 SL13 近地轨道发射成本约 2.6 万元/kg，猎鹰-9 运载火箭发射成本占据明显优势，作为猎鹰 -9 系列运载火箭，“猎鹰重型”运载火箭近地轨道发射成本约 0.9 万元/kg，是世界现役 运载火箭中唯一一型近地轨道发射成本低于 1.0 万元/kg 的运载火箭；而按照复用 10 次 以上情况计算猎鹰-9 的发射成本将降至 0.5 万元/kg，该成本远低于世界上现役运载火箭 的发射成本，也是支撑其“星链”卫星大规模高频次组网的必由手段。
商业航天发射次数和占比显著提升：2024 年全球共执行 263 次发射任务，较 2023 年增长 18%，商业航天发射次数和占比显著增加，非商业发射次数和占比均减少。中美两国发射 次数最多，占全球发射总数的 86%，其中 SpaceX 发射 138 次，中国航天科技集团发射 51 次；2024 年全球商业航天发射任务由美国、中国和日本研制的火箭执行，其中，美国发射 132 次（占比 75.4%）、中国发射 41 次（占比 23.4%）、日本进行了 2 次发射（占比 1.2%）。 猎鹰-9 号实现常态化可复用后，SpaceX 商业航天发射次数显著增加：2019-2024 年，SpaceX 年度发射活动次数由 13 次增至 138 次。猎鹰-9 火箭 Block5 版一子级复用率亦逐年提升： 2018-2024 年，猎鹰-9 Block 5 一子级平均复用次数自 1.67 次提升至 7.33 次。
2.1 卫星互联网建设如火如荼，商业火箭需求旺盛
星链（Starlink）是美国太空探索公司（SpaceX）于 2015 年推出的近地轨道卫星群互联 网系统。截至目前，该系统已发射近 9000 颗低轨卫星，构建了目前全球规模最大的低轨 宽带卫星互联网星座，为超过 130 个国家和地区、逾 540 万用户提供卫星互联网接入服 务。星链总体规划约 4.2 颗卫星，主要部署在 300-600 公里高度的近地轨道，自 2019 年 第一组卫星升空至今，累计发射 4 种版本卫星共 8949 颗。其中，一代星座规划 1.2 万颗，可为全球提供宽带中继网络连接服务，已发射 V0.9、V1.0、V1.5 卫星超 4700 颗，预计 2027 年前完成部署；二代星座规划超 3 万颗，自 V2.0Mini 卫星发射开始组建，已发射超 4200 颗，为全球用户提供包含手机直连卫星等更加多元的网络连接选择。
我国已有多个卫星互联网星座在建，其中以 GW 星座、G60 星座和鸿鹄-3 星座为主力，分 别计划发射 12992 颗、15000 颗和 10000 颗卫星；加上鸿雁工程、虹云工程、行云工程、 九天微星星座、翔云、吉林一号、天启、吉利星座等相关发射计划，合计共 44816 颗卫星。 据新华社信息，“星链”等低轨卫星的设计寿命一般为 5 年，我们据此测算，以上星座达 到稳态后，每年需要置换约 8963 颗卫星，以“猎鹰-9”一箭 60 星的运力测算，则稳态下 由卫星互联网建设、运维而新增的商业火箭发射需求可达到 150 次。
我国卫星互联网建设提速：据甲子光年智库介绍，1）“国网星座”建设提速：GW（国网） 卫星星座规划由中国星网集团建设，目标是部署约 12992 颗卫星，形成一个覆盖全球的低 轨卫星互联网星座，包括 GW-A59（约 6080 颗，500km 以下极低轨道）和 GW-A2（约 6912 颗，1145km 近地轨道）两个子星座，旨在提供全球可用的卫星通信服务。2）GW 星座正处 于快速建设和组网阶段，2025H2 发射提速：2025 年 7 月 27 日-8 月 26 日，GW 星座在 30 日内实现 6 连发，将 05 组-10 组卫星发射升空，截至 2025 年 8 月，GW 星座在轨运营卫星 数量已超 80 颗；12 月 26 日第 17 组卫星发射升空。
2.2 我国商业航天发展迅猛，商业火箭百舸争流
我国商业航天历经多年发展，如今已迈入规模化、商业化发展新阶段。2025 年以来，我国 商业火箭发射频次持续加密，千帆星座、GW 星座等大型星座加速组网，海南商业航天发射 场进入常态化运行，全产业链呈现多点突破的格局。我国商业航天发展迅猛，仅用 10 年 左右的时间便完成从“跟跑”到“并跑”的跨越式发展，为全球商业航天竞争格局注入强 劲动能。我国商业航天发展呈现以下特点：1）市场规模持续扩大：从 2015 年的 3764.2 亿元增值 2024 年超过 2.3 万亿元，2025 年或将进一步突破 2.5 万亿元。2）产业生态加 快形成：已形成长三角、珠三角、京津冀三大商业航天产业集群。3）应用领域不断拓展： 呈现多元化、规模化特征。
2025 年亦是政策顶层设计集中落地之年：党的四中全会将“航天强国”纳入现代化产业体 系建设，“十五五”规划明确航天产业集群发展方向，国家航天局发布《推进商业航天高 质量安全发展行动计划（2025-2027 年）》，同年 11 月商业航天司正式设立，标志着商业 航天专职管理机制落地。系列顶层设计筑牢产业发展政策保障，推动产业完成从“培育期” 向“战略支柱产业”的关键转型，迈入高质量安全发展与服务航天强国建设并行的新阶段。 上交所发布商业火箭企业适用科创板第五套上市标准审核指引：商业火箭研制及发射业务 作为商业航天中游核心环节，承担“承上启下”的关键枢纽职能，受到产品技术复杂度高、 资金投入大、研发周期长等多种因素影响，我国商业火箭企业正处于大规模商业化进程的 关键时期，亟需发挥资本市场的支持作用。《指引》遵循科创板第五套上市标准相关要求， 结合商业火箭领域科技创新实际情况，对明显技术优势、阶段性成果、取得国家有关部门 批准及市场空间大等四方面做出具体规定，其中，将使用科创板第五套上市标准的阶段性 成果明确为：“在申报时至少实现可重复使用技术的中大型运载火箭载荷首次成功入轨”。
我国开展商业火箭业务的公司主要包括航天科技集团、航天科工集团、蓝箭航天、天兵科 技、深蓝航天、星际荣耀、星河动力、中科宇航等。其中，1）蓝箭航天：致力于构建以 中大型液氧甲烷运载火箭为中心的“研发、制造、试验、发射”全产业链条，打造航天领 域的科技综合体，为全球市场提供高性价比、高可靠性的航天运输服务；核心产品朱雀 3 号已实现首飞，LEO 航区返回运力 18.3 吨。2）天兵科技：我国商业航天领域领先开展新 一代液体火箭发动机及中大型液体运载火箭研制的高新技术企业，核心产品天龙 3 号采用 液氧煤油推进机，LEO 运力 17-22 吨。3）据《科创板日报》消息，蓝箭航天、星际荣耀、 中科宇航、星河动力、天兵科技等商业火箭公司已开启 IPO 进程。
3.1 火箭发射产业链梳理
火箭发射服务的整个链条涉及单位和环节众多，是一个复杂的系统工程。发射服务产业链 包括上游火箭零部件制造商提供动力系统、控制系统、火箭箭体等部件给中游的火箭公司 （大部分火箭公司会自研动力系统等核心系统），火箭公司为卫星制造商提供发射服务， 最终实现在轨交付给卫星运营商。此外，运载火箭上还有一些不直接影响飞行成败并由箭上设备与地面设备共同组成的系统，例如遥测系统、外弹道测量系统、安全系统和瞄准系 统等；发射环节还涉及到使用发射场资源、火箭及卫星需要购买发射保险等。
上游：基础材料和元器件等，包括运载火箭结构、发动机所用的金属材料、复合材料 等，以及电子设备所需的元器件等。
中游：1）火箭制造及发射服务商主要是为下游卫星制造商和卫星运营商提供完整的 卫星发射服务，负责运载火箭的整体设计、发动机设计、总体安装、试验及发射工作。 2）发射保险公司主要是为商业发射提供保险服务，保险公司可以与卫星制造商直接 签订保险协议，也可以通过火箭制造商签订，但无论哪种方式，保险成本最终作为市 场价格的一部分。3）发射场服务商主要是为火箭发射提供发射工位和地面测控服务。
下游：1）卫星制造商主要承担卫星生产制造任务。2）卫星运营商主要承担卫星的运 营任务，近年来，卫星应用场景多样化，分为卫星大数据、卫星通信、遥感探测、导 航定位、消费级应用、小行星采矿等。
据朱雄峰《猎鹰 9 运载火箭发射成本研究》一文介绍，运载火箭的硬件成本主要包括发动 机、箭体结构、电气设备、阀门机构、火工品、推进剂等。其中一型火箭无论是一级还是 二级，其发动机和箭体结构占总硬件成本比例最大，其中占一级比例约 77.8%，占二级比 例约 58.1%，相反推进剂占总硬件比例较小，其中占一级比例约 0.7%，占二级比例约 0.2%。 运载火箭垂直着陆回收能收回包括发动机、箭体结构、电气设备、阀门机构等绝大部分硬 件，因此，无论是一级回收还是二级回收，均能产生十分可观的经济效益。 猎鹰-9 火箭通过一子级回收，实现了一子级大部分硬件的重复使用，这为其超低成本实 施发射奠定了坚实的基础，此外，火箭重复使用降低了硬件成本，不仅体现在直接降低了 运载火箭的硬件成本，还体现在大幅降低了配套产保条件的成本。以猎鹰-9 一子级重复 使用 15 次为例，为满足该任务，仅需生产 9 台灰背隼-1D 发动机；相反，在一子级一次 使用情况下，为满足该任务，需生产 135 台灰背隼-1D 发动机。生产发动机是整个火箭研 制过程耗时最长、经费开支最大的一项工作，仅发动机数量这一项，带来的配套产保条件 降低也是相当可观的，发动机产保条件可能不会分摊到每一次航天发射任务上，但至少会 体现在型号研发的总投入，带来总投入的增加。
3.2 发动机系统
液体火箭一级主动力发动机为运载火箭提供初始动力，具有推力量级大、研发费用高、研 发周期长的特点，其功能、性能、成本对火箭的重复使用至关重要。美国的液体火箭主发 动机发展经历了 4 个阶段：1）20 世纪 60 年代，以土星 5 号火箭主动力 F-1 发动机为代 表的一次使用阶段；2）20 世纪 70 年代，以航天飞机主发动机（RS-25）为代表的重复使 用阶段；3）20 世纪 90 年代至 21 世纪初，以德尔塔 4 火箭主动力 RS-68 氢氧发动机及宇 宙神 5 火箭主动力 RD-180 液氧煤油发动机为代表的低成本一次使用阶段；4）进入 21 世 纪，以猎鹰 9 号、重型猎鹰火箭主动力 Merlin-1D++发动机及“超重-星舰”组合体主动力 Raptor 发动机（“猛禽”发动机）为代表的低成本重复使用阶段。
国内商业航天公司相继提出了基于垂直起降技术的重复使用运载火箭，开展了重复使用液 氧/煤油和液氧/甲烷发动机研制。其中蓝箭提出了朱雀三号运载火箭，一子级按重复使用 20 次设计，4.5m 箭径安装 9 台 TQ-12B 液氧/甲烷发动机；星际荣耀提出了双曲线三号运 载火箭，一子级按重复使用 20 次设计，4.2m 箭径安装 9 台 JD-2 液氧/甲烷发动机；天兵 科技提出了天龙三号运载火箭，一子级按重复使用 10 次设计，3.8m 箭径安装 7 台 TH-12 液氧/煤油发动机。此外，深蓝航天、东方空间等公司亦提出了各自的方案。
据李斌《液体火箭主发动机技术现状与发展建议》介绍，运载火箭对主发动机的要求包括 大推力、高比冲、高推重比、高可靠、低成本等。这些要求高且相互矛盾的指标，决定了 发动机以用尽材料极限性能的极端参数运行，在较小结构空间实现高水平能量剧烈释放与 转化的工作特点。液体火箭主发动机呈现独特的技术特点：1）工作过程机理复杂，有效 预示和控制难度大；2）载荷环境复杂恶劣，结构强度和疲劳问题突出；3）系统和结构复 杂度高，制造和使用维护难度大。先进发动机的发展需要先进材料与制造技术的支撑。
3.3 箭体结构
运载火箭的箭体结构是运载火箭的基体，它把运载火箭各系统组合在一起形成一个完整的 整体。运载火箭的箭体结构应使箭体具有良好的气动外形，以有利于保证运载火箭的飞行 性能，在保证箭体结构有足够的强度和刚度条件下，重量要轻；在满足使用要求和可靠的 情况下，结构应简单；要有足够的空间用来安装仪器、设备，并满足它们正常工作所需的 环境条件，如压力、温度和抗振要求；此外，箭体结构还要便于在地面操作过程中检查、 测试、维修和更换箭上一起设备，满足在制造过程中有良好的工艺性和经济性。
运载火箭的箭体结构是火箭的主体，主要包括整流罩、级间段、尾段等部段，而液体运载 火箭还包括压力容器部件即推进剂贮箱等。以美国的宇宙神 5 火箭为例，箭体结构成本约 占火箭总成本的 25%-30%。其中，典型贮箱结构包括箱底和筒段两部分，箱底包括椭球、 球形、锥形等多种底型，一般由曲板拼焊而成，筒段一般为光壳和网格加筋结构，网格类 型包括正置正交、斜置正交和等边三角形，主要采用铝合金材料；推进剂贮箱的成型工艺 主要包括钣金成型工艺、拼焊工艺以及铣削工艺。整流罩、级间段、尾段等干部段结构大 多采用铝合金铆接结构、整体铸造后机加结构或复合材料夹芯结构，主要涉及到的成型工 艺包括铆接、铸造、钣金成型、热压罐固化等工艺。
3.4 控制系统
运载火箭控制系统由箭上飞行控制系统和地面测试发控系统两部分组成，前者在火箭上， 后者在发射场的发射塔、塔地下电源间和测试发射控制室中。
箭上飞行控制系统由制导系统、姿态控制系统、时序控制系统和电源配电系统四部分 组成。其中，1）制导系统的任务是，克服火箭沿预定轨道飞行中的各种干扰，适时 发出关机指令和导引指令，保证火箭和飞船（卫星）的入轨精度。2）姿态控制系统 的任务是，克服火箭飞行中的各种干扰，确保火箭按预定轨道稳定飞行，使起飞火箭 的漂移量、姿态角偏差、姿态角速度、发动机摆角、攻角等控制在允许的范围内，并 按飞行程序和制导系统导引信号，改变火箭姿态，实现制造系统对火箭质心运动的控 制。3）时序控制系统的任务是，按要求引爆各火工品，实现发动机点火、关机、分 离、箱体补压，提供电路需要控制时间。4）电源配电系统：提供控制系统各装置所 用电源并按要求的形式配电，实现箭地电源转换。
测试发控系统由测试系统、发射控制系统、监控指挥系统、故障诊断专家系统和地面 电源系统五部分组成。箭上设备的性能参数与状态信号的数据采集系统、各类电缆光 缆和数传设备组成测试系统；配转机柜的火箭状态控制组成发射控制系统；地面计算 机网络、数据与话音通信、多屏显示等组成监控指挥系统；各系统的地面测试计算机 和地面计算机网络及其故障诊断软件系统组成火箭故障诊断专家系统；控制、遥测、 外测安全的地面电源（一次电源），一、二级伺服机构马达地面供电电源、配电转接 机柜和发控台供配电组合组成地面电源系统。该系统在发射场技术阵地完成火箭的 分系统测试、分系统间匹配测试和总检查，以及与火箭有关系统的联合检查等；在发 射阵地完成火箭与外系统的发射演练、射前检查和发射控制等任务。
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