太空是地球大气层以外的宇宙空间，一般指地球海平面100km以上的区域。早在1942年10月，德国V2火箭的发射高度已经接近了太空边界 (100千米)；1961年4月12日苏联宇航员尤里加加林从拜科努尔航天发射场出发，成为第一个飞上外太空的人类；1969年7月20日，美国的阿波罗11号成功登陆月球阿姆斯特朗踏上月球，成为第一个登月的人类。人类的航天事业迄今已发展80余年。然而，截至2024年1月22日，全球仅有644人到达过100公里以上的太空。
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对比航空发展历史。1903年12月17日，莱特兄弟的第一架依靠自身动力的滑翔飞机试飞成功，这被视作人类航空时代的开端；1913年,世界上第一次商业航班在美国佛罗里达州的坦帕湾起飞,标志着民航业的诞生；1939年8月27日，世界上第一架喷气式飞机（He-178）试飞成功，民航进入了快速发展期；1958年10月，波音707正式投入航线使用，彻底打开喷气航运时代大幕。目前，全球每天有约10万架次民航航班，时时刻刻有100万人在空中。
与民航航班快速发展不同，目前进入太空依然是极少数人群如宇航员和富豪的“专利”。那么，到底是什么阻碍了太空的大众化，为什么100公里以上的太空对普通人还是那么遥不可及？
全球主流火箭发射成本
目前，全球主流运载火箭发射成本基本在5000美元/公斤，仅有实现了一级重复回收的猎鹰9号和重型猎鹰将这一成本降低至2000美元/公斤左右。按照成人100kg载重计算，进入一次太空的最低成本在20万美元左右，这显然不是普通人可以承受的。因此，居高不下的发射成本阻碍了普通人进入太空的步伐。
居高不下的发射成本阻碍了人类进入太空的步伐，为此人类在降低火箭发射成本的道路上不断探索，主要设想通过发射系统的复用，实现发射成本的数量级下降。在此过程中采取了多种技术路线，主要包括：
主要尝试包括：
在新兴的商业航天发展之前，真正在工程上实现轨道级可重复太空发射系统应用的只有美国的航天飞机和X-37空天飞机（前苏联的暴风雪号航天飞机只飞行了一次）。这些航天器的共同特点是垂直发射水平返回（VTHL），且都需要火箭作为运载工具将其发射进入太空，如果火箭无法实现重复利用，VTHL方式将无法实现数量级的降成本。
因此，真正想要实现数量级降成本，必须解决火箭的重复回收问题。而火箭的重复回收一直被航天界认为是最难的，甚至是工程上无法完成的任务。它的难度被形容为从纽约帝国大厦楼顶向下扔一支铅笔，而这只铅笔能够平稳的下落并站立在地面上一张邮票见方大小的落点上。
2015年11月，蓝色起源的新谢泼德号实现了百公里级高度垂直回收。同年12月，Space X的猎鹰九号第一次成功完成第一级火箭的回收任务。人类至此真正实现火箭重复回收技术上的突破。
猎鹰9号一级火箭的回收过程
“猎鹰9号”一级火箭回收过程中的六大关键步骤：
“猎鹰9号”火箭冲出大气层，在达到离地50英里（约80公里）的高度时，一二级火箭分离，二级火箭点火继续将携带的卫星或者飞船送入预定的轨道。一二级火箭分离之后，一级火箭并不会立即开始向地面降落，还会依靠惯性继续向上滑行一段距离，一般会达到离地100英里（约160公里）的高度。
一级火箭在分离之后，并不会是垂直的姿态，如果不对一级火箭的姿态进行调整，将不能以垂直的姿态降落到预定的地点。因此，在一级火箭分离之后，Space X会通过冷气体推进器对火箭的姿态进行调整，在继续向上滑行的过程中对箭体进行180度的旋转，将火箭的首尾进行对调，使一级火箭的底部能朝向地面。
在调整好火箭的姿态之后，火箭继续向上滑行的时间就不会很长，而在这一阶段，“猎鹰9号”的一级火箭就开始向地面降落。由于地球引力作用，下落的过程中速度会非常快，此时会重启一级火箭9个引擎中的3个，使其能减慢下降的速度，但即便如此，火箭降落的速度依旧高达3000英里/小时（约1.34km/s，4倍音速）。在这一过程中，也要调整好火箭降落的位置。
在重启“猎鹰9号”一级火箭9个引擎中的3个之后，虽然降低了火箭的下降速度，但在进入大气层之前还需要进一步降低火箭的下落速度。在“猎鹰9号”的一级火箭进入大气层之前，火箭的主发动机会再次开启，进一步降低火箭的下落速度，同时火箭外部用于保证火箭稳定姿态的栅格舵也会打开，使火箭以垂直的姿态降落。在打开火箭的主引擎和栅格舵之后，火箭的降落速度就降到了560英里/小时（约0.25km/s）。
在“猎鹰9号”的一级火箭进入大气层，并且在离地面一定高度时，火箭余下的引擎也会全部启动，进一步降低火箭的下落速度，以便使其能以合适的速度降落。而在距离地面约8公里的高度时，控制系统就会启动“猎鹰9号”一级火箭落地时的稳定支架，用于保持火箭稳定的4条“腿”就会全部展开，在火箭降落到地面时，保持火箭稳定的垂直姿态而不至于倾倒。
在顺利完成了前面的五个关键步骤之后，此时只要保持火箭发动机和其他部件的正常运转，就基本能保证一级火箭顺利降落。在火箭成功降落之后，需要及时关闭火箭的引擎。
一级火箭回收过程中有以下几大难点：
一是姿态控制难，猎鹰系列火箭采用反推垂直下降的回收方式，必须要确保火箭能够垂直地落在约1/2足球场大小的场地或回收船上，否则一旦着陆角度不对，火箭就会倾覆，引发燃料外泄导致爆炸。
二是发动机输出功率控制难，在火箭下降途中，随着燃料的消耗和速度的变化,需要输出不同大小的推力使火箭平稳减速,以确保能够顺利软着陆，这就要求火箭发动机必须可以精确地调节推力，并且具备多次启动功能，也是对火箭控制系统的巨大考验。
三是再入大气难，火箭在高速穿越大气层时会受到剧烈的空气阻力和热量影响，这要求火箭在设计中采用耐高温材料和热防护系统，确保火箭在再入过程中不会因高温而损坏。
四是落点控制难，海上回收平台的面积大约是50米×70米，火箭着陆时4个支架的展开半径有23米左右，准度上偏一点就失败了，而且一级火箭高达46米（约14层楼高度）。下落时通过控制栅格翼进行不同的三维动作，这可以让14层楼高的箭体实现最大20度角的偏转，控制其再入姿态，当速度过快时，发动机将重新启动并产生反向作用力，最终让箭体准确安全地降落在回收平台。
五是着陆缓冲难，即使做到了在着陆前有效减速，也要考虑重达几十吨的火箭所带来的巨大惯性，火箭里有大量的精密电子元器件，要确保这些元器件能够再次使用，必须具有良好的缓冲功能，减少对火箭结构的过载冲击。
除了以上难点外，火箭重复回收是一项系统性复杂问题，需要发动机系统、结构系统、电气系统、火箭设计、材料体系、软件控制系统等的整体进步；火箭重复回收还是一个工程化不断试错、不断迭代的过程，从实现一次重复回收逐渐到10次、再到20次、100次、 1000次，乃至上万次，这将是一个漫长的历史过程，预计需要航天人历经数十年的艰苦探索。
截至2024年9月2日，“猎鹰九号”系列火箭芯一级模块共完成第342次回收着陆，其中使用最多的一支一级火箭的重复使用已经达到了22次。在实现火箭一级重复后，马斯克下一步要把火箭打造成像飞机一样全复用，这就是Space X正在研制的超级重型火箭-星舰（Starship），并计划在今年年底的试飞中实现重型助推器的筷子回收，直至最终实现整个火箭的完全复用。
国内商业航天和体制内航天正有条不紊的推进重复回收试验，如体制内航天科技集团以及商业火箭公司蓝箭、星际荣耀、深蓝航天、星河动力、箭元科技等，目前进展最快的已完成10km级VTVL试验，但距离真正的入轨回收还有很大的差距。在商业航天和体制内航天的共同努力下，预计中国将在2027年前实现一级火箭的重复回收。
火箭重复回收最重大的意义是大幅降低火箭的运输成本。实现全复用后，预计可以使运输成本从以往一次性火箭的5000美元/公斤最终降低至10美元/公斤左右；以100kg的载重计算，可以将运输成本由50万美元降低至1000美元左右。这是普通人可以承受的成本，将开启真正属于大众的太空时代，普通人可以乘坐火箭进行洲际旅游和太空旅行。同时，火箭的运输成本大幅下降后，太空产业将迎来新的发展浪潮，太空工厂、太空之城、月球基地、火星基地、太空采矿这些存在于科幻中的剧情可能逐渐成为现实！
重复使用火箭的突破将进一步推动商业航天产业的发展。它不仅提供了更便宜、更可靠的运载工具，还为更多创新的应用场景打开了大门。目前，尽管国内的企业已在火箭重复回收的技术上取得了一些突破，但仍然需要在技术侧持续不断的努力和创新。同时，政策的扶持和资本不断的注入也将持续推动我国商业航天产业的向上发展，为人类探索宇宙的进程提供强有力的支撑。国投泰康信托投资团队将持续关注国内企业在火箭重复回收领域的优秀标的，为人类早日实现逐梦太空的梦想贡献力量。
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