每經(jīng)記者 楊煜    每經(jīng)編輯 楊夏    

7月12日9時(shí)00分，由藍(lán)箭航天空間科技股份有限公司（以下簡稱“藍(lán)箭航天”)自主研制的朱雀二號(hào)遙二運(yùn)載火箭在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，該火箭是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，標(biāo)志著我國全面掌握液氧甲烷運(yùn)載火箭關(guān)鍵技術(shù)。

液氧甲烷火箭因適用于重復(fù)使用需求，近年來備受全球商業(yè)航天的關(guān)注。包括SpaceX在內(nèi)，國內(nèi)外多家商業(yè)航天企業(yè)均在研制液氧甲烷火箭。此次中國企業(yè)率先實(shí)現(xiàn)入軌，有何深遠(yuǎn)意義？

國際宇航聯(lián)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席楊宇光在接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪時(shí)表示，目前我國的液氧煤油運(yùn)載火箭比較多，作為一次性運(yùn)載火箭，液氧煤油火箭和液氧甲烷火箭的性能差異不是很大。更大的意義也許是在未來幾年或者十幾年，國內(nèi)實(shí)現(xiàn)火箭可重復(fù)使用以后，通過使用液氧甲烷推進(jìn)劑會(huì)讓回收到再次發(fā)射之間環(huán)節(jié)的成本更低，有助于降低未來中國進(jìn)入太空的成本。

朱雀二號(hào)遙二運(yùn)載火箭升空。 圖片來源：藍(lán)箭航天供圖

商業(yè)航天競逐液氧甲烷運(yùn)載火箭

先易后難，由小到大。隨著商業(yè)衛(wèi)星制造企業(yè)追求更大量級(jí)的衛(wèi)星制造能力，商業(yè)火箭公司也在瞄準(zhǔn)運(yùn)力提升這一發(fā)展方向，這在技術(shù)路線上的體現(xiàn)便是從固體運(yùn)載火箭轉(zhuǎn)向液體運(yùn)載火箭。

據(jù)楊宇光介紹，相比于固體運(yùn)載火箭，液體運(yùn)載火箭的比沖——即單位質(zhì)量的推進(jìn)劑能夠提供的沖量更高，單位成本更低，但研制難度也更大。“作為商業(yè)企業(yè)或者民營企業(yè)，它首先要證明自己有能力研制火箭，從這個(gè)角度說，先研制固體（火箭）能夠用最短的時(shí)間來實(shí)現(xiàn)入軌目標(biāo)。”楊宇光解釋道。不過，從未來的商業(yè)市場來看，“液體（火箭）會(huì)是主角。”

以民營航天企業(yè)為例，星際榮耀的“雙曲線一號(hào)”、星河動(dòng)力的“谷神星一號(hào)”等率先成功入軌的商業(yè)火箭均為固體運(yùn)載火箭，兩家公司的后續(xù)在研型號(hào)“雙曲線二號(hào)”與“智神星一號(hào)”則均為液體運(yùn)載火箭。進(jìn)入2023年，天兵科技與藍(lán)箭航天先后成功發(fā)射的“天龍二號(hào)”與“朱雀二號(hào)”，也都是液體運(yùn)載火箭。

其中，智神星一號(hào)和天龍二號(hào)使用的是液氧煤油推進(jìn)劑，雙曲線二號(hào)和朱雀二號(hào)使用的是液氧甲烷推進(jìn)劑。此外，SpaceX正在研制的星艦使用的同樣是液氧甲烷推進(jìn)劑。

楊宇光表示，目前主流的運(yùn)載火箭都傾向于使用無毒無污染的推進(jìn)劑，包括液氧液氫、液氧煤油、液氧甲烷，而液氧甲烷的性能介于液氧液氫和液氧煤油之間，比沖要比液氧煤油稍微高一些。

此次藍(lán)箭航天發(fā)射的朱雀二號(hào)遙二火箭，是全球范圍內(nèi)首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，標(biāo)志著我國全面掌握液氧甲烷運(yùn)載火箭關(guān)鍵技術(shù)。

朱雀二號(hào)遙二運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)特寫。 圖片來源：藍(lán)箭航天供圖

液氧甲烷火箭更具重復(fù)使用價(jià)值

實(shí)際上，近年來大獲關(guān)注的液氧甲烷運(yùn)載火箭并非新鮮事物。據(jù)楊宇光介紹，在上世紀(jì)三四十年代便有人研制過液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)。但是從上世紀(jì)五十年代開始，美國、蘇聯(lián)都走上了液氧煤油的路線。隨后，出于技術(shù)成熟度等考慮，導(dǎo)致液氧甲烷的發(fā)展不及液氧煤油。

當(dāng)前，液氧甲烷火箭的快速發(fā)展得益于未來可重復(fù)使用需求的出現(xiàn)。

“煤油和甲烷都屬于碳?xì)浠衔铮河统煞直容^復(fù)雜，有多種不同碳鏈長度的烴類，燃燒更為復(fù)雜，可能會(huì)有一些燃燒不完全產(chǎn)生積碳，堵塞在發(fā)動(dòng)機(jī)的管路和燃燒室里，這對(duì)重復(fù)使用是不利的。”楊宇光說道。

可重復(fù)使用火箭的目的是為了節(jié)約成本，如果檢測維修、更換部件的過程耗費(fèi)很多，就難以達(dá)到節(jié)約成本的目標(biāo)。“所以甲烷最大的意義在于，它燃燒以后產(chǎn)生的積炭很少，發(fā)動(dòng)機(jī)更容易維護(hù)，這意味著在實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用的過程中付出的代價(jià)比較小，不像煤油發(fā)動(dòng)機(jī)回收后再清洗檢測那么復(fù)雜。”楊宇光表示。

那么，在擁有液氧甲烷運(yùn)載火箭之后，中國航天發(fā)射市場會(huì)發(fā)生哪些變化？

楊宇光認(rèn)為，目前我國的液氧煤油運(yùn)載火箭比較多，作為一次性運(yùn)載火箭，液氧煤油火箭和液氧甲烷火箭的性能差異不是很大。更大的意義也許是在未來幾年或者十幾年，國內(nèi)實(shí)現(xiàn)火箭可重復(fù)使用以后，通過使用液氧甲烷推進(jìn)劑會(huì)讓回收到再次發(fā)射之間環(huán)節(jié)的成本更低，有助于降低未來中國進(jìn)入太空的成本。