SpaceX的24枚现役猎鹰9号一级目前已经累计发射并着陆了424次，平均每个一级18次复用，而复用次数排名前十的一级的总发射着陆次数达到290次，平均每个一级29次复用，平均每次发射需要生产的发动机数量只有1.31个。目前总着陆回收次数已经达到639次，总复用发射次数达到601次，仅复用次数最高的五个一级，总发射着陆次数便达到164次，这一数字已经超过许多服役二十余年的一次性火箭累计发射次数，例如宇宙神5的110次、长征3B的116次、阿丽亚娜5的117次。

对于这些一次性火箭来说，其需要在二十多年的时间里持续制造上百个一级以及数量更多的侧助推器，才能完成一百多次发射；而猎鹰9号只需要在大半年时间生产的5个一级，再通过快速复用，使每个一级在数年内执行约30甚至40次任务，就能够实现150至200次的总发射次数。对于可重复使用火箭而言，决定发射能力的已经不再完全是制造能力，而是火箭的周转能力。

猎鹰9号目前最快的一级复用纪录由B1088保持，从2025年3月12日执行任务到3月21日再次发射，仅间隔9天3小时39分。这意味着如果按照这一速度计算，相当于在今天下午四点将长征10B完成首飞并回收的一级进行复飞。刷新记录的两次任务均在范登堡SLC-4E发射场完成，并且第一次任务采用的是返场回收，这也是纪录能够进一步刷新的关键。

在此之前，最快复用纪录由B1080保持，从2024年11月12日至25日，两次发射仅相隔13天12小时44分钟20秒，两次任务均在卡纳维拉尔角SLC-40完成，但第一次任务采用的是海上回收。

对比这两次纪录可以发现，一级从返回处理设施到完成检查、翻新和重新准备发射所花费的时间实际上十分接近，真正拉开差距的并不是翻新流程，而是回收方式。采用海上回收的一级，需要在着陆后等待回收船返航，再进行卸船、运输和重新进入处理流程，这额外增加了约4天时间。

按照两次最快复用纪录计算，海上回收带来的额外运输耗时已经占整个周转周期的32.4%，相对于返场回收而言，总周转时间增加了约50%。也就是说，当一级本身已经能够在十天左右完成翻新时，海上运输反而成为整个流程中最难进一步压缩的时间部分。

然而，对于猎鹰9号来说，这种额外时间仍然是可以接受的。

原因在于猎鹰9号目前仍然是一款部分可重复使用火箭，每次发射仍需要重新制造全新一次性的二级火箭。事实上，二级火箭已经成为猎鹰9号单次发射成本中占比最高的硬件之一，因此海上回收增加的运输、人力以及时间成本，在整体发射成本中的占比并不突出。

与此同时，海上回收能够让一级保留更多推进剂，不需要执行返场所需的大量减速和折返飞行，因此能够显著提高火箭运力。在同样需要消耗一个一次性二级火箭的情况下，海上回收增加的运力通常远大于其增加的成本，因此单位运力成本反而更低。这也是为什么SpaceX目前绝大多数星链任务、商业发射任务都会优先采用海上回收，只有当任务本身并不需要额外运力时，才会选择一级返场回收。实际上截止目前，SpaceX仍是唯一一个掌握了一级火箭返场回收技术的公司，其他公司的火箭甚至还完全没有尝试过对一级进行返场点火，或者压根没有计划对火箭进行返场回收。

但是，对于完全可重复使用的火箭来说，情况将发生根本性的变化。

星舰未来的目标是不仅一级助推器能够重复使用，二级飞船本身同样能够快速复飞。当一次性制造火箭硬件的成本基本被消除之后，每次发射的成本结构将由"制造成本"转变为"运营成本"和"时间成本"。

此时，一级每多耽误一天，就意味着整个火箭系统少完成一次潜在发射任务。

仍然以猎鹰9号的数据进行估算，如果采用海上回收，相比返场回收需要多花约50%的周转时间，而海上回收所增加的运力却达不到50%。对于一款完全可重复使用火箭而言，如果不存在昂贵的一次性二级成本，那么海上回收所增加的时间将直接降低火箭利用率，使同样数量的火箭能够完成的年发射次数下降，从而提高单位发射成本。

更重要的是，未来完全可重复使用火箭的翻新速度还将继续提升。

如果未来一级和飞船能够实现数天甚至24小时以内完成检查和再次发射，那么海上运输所需要的数天时间将占据整个周转周期的大部分，甚至成为唯一无法进一步压缩的环节。换句话说，对于完全可重复使用系统而言，海上运输最终会像今天猎鹰9号的一次性二级一样，成为整个发射成本体系中的最大瓶颈。

而这一瓶颈最大的特点，就是很难通过工程优化继续大幅缩短。

火箭可以不断减少翻新项目，可以提高自动检测程度，也可以减少维护人员数量，但回收船需要航行数百公里、完成吊装、返航、靠港等流程，这些都受到航速、海况和港口条件限制，很难缩短到一两天以内。因此，对于完全可重复使用火箭来说，最有效的方法并不是继续优化海上回收，而是直接消除海上运输这一环节。

这也是为什么SpaceX在星舰方案演进过程中，最终全面转向返场回收的重要原因之一。

但需要先说明的是，很多人容易将星舰的"返场回收"与"塔接回收"混为一谈，但实际上二者属于两个相对独立的优化方向，并不存在相互绑定的关系。

返场回收解决的是火箭回收到哪里的问题，即一级是返回发射场，还是降落在数百公里外的海上平台。这一优化主要影响的是整个回收流程后半段的运输、吊装、返厂等一系列地面保障工作，能够直接消除海上运输带来的数天时间损失，是对整个复用周转流程的优化。

而塔接回收解决的则是火箭如何完成最后落地的问题，它优化的是火箭下降过程中最后约100米阶段的着陆方式。采用发射塔机械臂直接接住助推器，可以省去着陆腿系统，减少硬件质量，同时避免火箭落地后的支撑、固定、吊装、转运和重新竖立等流程，使火箭能够在着陆后立即进入下一阶段的检查和再次发射准备。因此，塔接回收更多属于对返场回收完成后的最后一个环节进行进一步优化。

对于超重助推器（Super Heavy）而言，SpaceX最初公布的方案实际上仍然采用着陆腿。当时由于助推器尺寸巨大、重量远超猎鹰9号一级，其着陆腿并非猎鹰9号那样的折叠展开式，而是设想采用尺寸巨大的固定着陆腿，以避免大型展开机构带来的复杂度和可靠性问题。但固定着陆腿本身意味着需要长期携带大量无效结构质量，同时这些外伸结构在火箭上升过程中还需要承受发动机尾焰、激波以及气动载荷的长期作用，设计难度并不低。

如果改为折叠展开式着陆腿，则虽然能够减少飞行阶段的阻力和尾焰影响，但又需要增加大型铰链、锁止机构、驱动机构以及相应的液压或电动作动系统，进一步提高结构复杂度、维护工作量和翻新检查项目，这与SpaceX追求快速回收复用的目标存在一定矛盾。类似的设计思路其实也体现在超重助推器的格栅舵上，相较于猎鹰9号采用的展开式格栅舵，超重助推器直接采用了固定格栅舵，以减少展开机构和活动部件，提高结构可靠性并降低维护复杂度。

星舰飞船面临的着陆腿问题则更加突出。由于飞船底部布置了猛禽发动机，同时需要兼顾隔热瓦、耐高温结构，能够布置着陆腿的空间非常有限。早期原型机试飞时采用的是尺寸非常短小的展开式着陆腿，并带有一定的馈缩缓冲设计，其主要目的更多是完成技术验证，而并非适用于长期运营。这种着陆腿不仅支撑高度有限，同时回收后必须完全更换，并不符合未来高频率快速复用的需求。因此，随着星舰方案不断演进，SpaceX最终完全放弃了着陆腿设计，转而采用发射塔机械臂直接完成回收。

从工程思路来看，SpaceX的塔接回收和长征10B采用的网接回收的本质上是一致的，即将原本需要安装在火箭上的部分结构和功能，转移到地面设施上完成。这样可以减少火箭自身的结构质量、降低系统复杂度，同时减少每次飞行后需要检查、维修和翻新的飞行硬件，从而提升快速复用能力。

当然，两种方案也各有不同的工程取舍。

长征10B采用的网接回收，需要针对海上回收场景进行特定设计优化，设计之初就必须考虑海况问题带来潜在影响。在网接方案中利用可动的大型网绳装置完成火箭减速后的捕获，对火箭最后阶段的存在的位置误差以及海况导致的晃动问题具有更高的容忍度，柔性的钢索回收系统本身具备较大的缓冲能力，对最终着陆精度的要求相对较低，整体的冗余度更高。但与此同时，这种方案需要建设复杂定制化的回收设施，这会导致额外的成本开支，并且将回收设施复杂化之后，也导致回收设施不可避免有潜在故障点出现。

而SpaceX的塔接回收则是针对返场情况下所提出的设计，其完全不需要考虑海况问题这类不确定因素会对回收造成影响，通过助推器的导航控制、发动机推力调节以及最终悬停的高精度完成，便可以让助推器以极高精度飞入机械臂之间完成捕获，因此尽管控制精度要求更高，但是其不需要对抗海况这一不确定因素造成的影响，因此在最终工程实现上仍是可行的。此外，它最大的优势在于充分利用了原本就必须建设的发射塔设施。用于回收助推器的筷子机械臂，同时还承担着助推器和星舰飞船的吊装、堆叠等发射保障工作，回收完成后助推器理论上可以直接停留在发射塔附近进入检查流程，甚至重新完成堆叠准备，因此能够进一步减少吊装、运输和地面转运时间，提高整套发射系统的设施利用率。这对于星舰所希望实现快速复用来说是非常重要的，额外的配套发射设施的减少本身也有助于提高发射频率。但同样的，其也存在两个不可避免的问题，其一就是上面所提到的一样，将复杂度转移到回收设施之后，不可避免的会有额外的潜在故障点出现，筷子机械臂已经实际发生过多次故障，并且SpaceX也对其进行了多次设计调整。其二就是利用发射设施进行回收，若回收中出现意外情况将极易损坏发射设施，这也是这一设计几乎不可避免的双刃剑问题。

因此，返场回收与海上回收、取消着陆腿以及塔接回收与网接回收是分别针对不同问题所提出的概念以及解决方案。选择返场回收还是海上回收针对的是"火箭回收到哪里"这一问题，即要消除海上运输这一时间瓶颈；而取消着陆腿则是减少火箭需要的携带与飞行任务无关的回收硬件的工程考虑下的所提出的设计方案，该方案旨在减少火箭的结构质量和维护复杂度；而塔接回收和网接回收代表的是在取消着陆腿这一设计思路下的具体工程实现方案，两种方案也各有利弊。对于星舰来说，其是在完全可回收与快速复用的设计下，选择了返场回收加塔接回收的设计方案，能使回收后的吊装、运输和再次发射准备流程得到大幅简化。两者是相互配合的关系，最终的目的是共同服务于完全可重复使用火箭所追求的核心目标——尽可能缩短周转时间，提高火箭的全年飞行频率。

从上面的分析可以看出，对于实际的工程方案设计来说，脱离所需的实际情况去对比讨论哪个方案更好是往往是缺乏实际意义的，即使情况相同，不同的方案间通常也不存在绝对的好坏差异之分，更多的情况下还是不同方案的优化侧重点不同，为了取得某一个特定方面的优势，往往是需要靠其他方面的劣势来换取的，一个全面更优的方案是很难被设计出来的。最好的例子就是，虽然现如今火箭动力回收方案已经成为火箭回收的主流方案，但其导致的运力明显损失问题仍然客观存在，在二级构型仅回收一级的情况下火箭往往难以执行高能发射任务，对于新格伦、猎鹰9号与重型猎鹰以及长征10B来说都是如此。为了执行高能的发射任务，猎鹰9号仍需要偶尔进行一次性消耗发射任务，而重型猎鹰火箭也实际执行过两次消耗全部助推器的发射任务，对于二级均可回收的星舰来说问题则更为突出，其需要依赖于在轨加注或者携带额外转移级来执行高能发射任务。

不过必须说明的是，猎鹰9号创造的两次极限快速复用纪录，更多还是SpaceX对范登堡和卡纳维拉尔角两个发射团队能力的一次极限验证，因此在整个复用记录中来说，这两次记录均是“孤例”，并非目前的常态运营模式。

统计数据显示，目前猎鹰9号不同一级的平均复用周期仍然维持在30至45天左右，是上述最快纪录的数倍。

导致这一情况的原因并不是因为SpaceX无法持续完成一级快速翻新，而是因为目前SpaceX已经拥有充足的可执行任务的一级储备。即使按照45天的平均复用周期计算，每个一级一年仍然能够执行约8次发射，使得只需要20枚可用一级便能够支持约160次年度发射任务，这就已经与2025年的165次发射规模基本一致。

因此，猎鹰9号当前的发射频率实际上已经不再受一级翻新能力限制，而更多受到另外两个因素制约：其一是一次性二级火箭的生产制造速度，其二则是海上回收船的周转能力。这些瓶颈问题虽然并非无法解决，但在现有设施产能或利用情况已经基本被压榨到了极致的情况下，均高度依赖于基础设施的扩建，但由于SpaceX目前已经全面转向星舰项目，其并不希望进一步扩建猎鹰9号的设施设施，并实际减少了部分用于猎鹰9号的基础设施。如自今年开始LC-39A不再用于猎鹰9号的发射，为LC-39A的星舰发射台施工让路，同时在今年4月将JRTI从回收船退役为星舰运输船。

不过这也进一步说明了可重复使用带来的巨大优势。由于一级火箭在整个火箭中的质量占比最大，所需发动机最多，往往是整个火箭最难制造的部分。但对于猎鹰9号来说，由于一级无需每次重新制造，SpaceX每年只需要新增少量全新一级，便能够持续扩大可用一级储备规模，消除一级可用性导致的发射频率瓶颈问题，无需像一次性火箭那样成倍扩大一级生产线。蓝色起源也因此曾表示过只制造数个新格伦一级便可以满足发射需要，不过随着蓝色起源希望将新格伦的年发射次数提升到100次，他们还是决定制造更多的一级火箭。对此也经常存在另外一种说法，认为可重复使用会导致所需的制造产量降低，因此无法通过大规模制造来摊平成本。这个说法不正确的地方在于，即使制造成本再怎么被摊平降低，也不可能比不需要制造来的更低。正确的看法应该是将制造的火箭级数量与执行的发射数量进行摊平，就像文章最开头的那样，将复用情况下的每制造1.3个发动机就能执行一次任务与一次性情况下的每制造10个发动机才能执行一次任务进行对比，两者之间相差了足足7.7倍，即使考虑运力损失仍然相差巨大。

总的来说，对于仅可回收一级的部分可回收火箭来说，在一次性二级成本仍占主导的情况下，海上回收能够以较小的时间代价换取更高运力，因此依然是最优选择；而对于星舰这样完全可重复使用的运输系统而言，决定经济性的核心指标将不再是单次运力，而是火箭能够以多快的速度再次起飞。正因如此，SpaceX最终选择全面转向返场回收，并结合塔接回收，尽可能缩短周转周期，提高飞行频率，以最大化每一枚助推器和飞船的全年利用率。

因此，从猎鹰9号到以及星舰从最初到现在的发展历程可以看出，部分可重复使用火箭与完全可重复使用火箭所追求的优化目标并不完全相同，最优的解决方案也并不完全相同。SpaceX最初试图在星舰上完全沿用猎鹰9号的成熟技术路线，但在星舰概念的完善与不断的测试探索后，最终才确定了星舰的目前的回收方案。对于猎鹰9号而言，SpaceX也并未在一开始就瞄准了动力回收方案，在最初的探索阶段中，也曾经实际尝试过使用降落伞的一级回收方式测试，测试结果显示了这一方案的不可行性。这也是每个行业的先驱者所要面临的困境，从0到1的过程是最为艰难的，在没有其他成功案例作为参考的情况下，要怎么样才能设计出可行解决方案是需要不断的摸索与测试的，并时刻面临解决方案实际不可行的风险。

原文：猎鹰一级火箭的复用情况介绍，以为SpaceX为什么要在星舰上全面转向返场回收 - 哔哩哔哩

作者：Starship_SpaceX