“朱雀”振翅首飛

張昌武 張傳軍

??朱雀一號升空

一千只鳳凰才出一只“朱雀”

朱雀一號是由國內最早取得行業全部準入資質的民營火箭企業—北京藍箭空間科技有限公司（以下簡稱“藍箭航天”）自主研發的三級固體運載火箭。在此前，中國民營火箭公司已成功發射幾次不能入軌的單級探空火箭，這次的朱雀一號是中國商業航天在運載火箭領域做出的第一次嘗試。

朱雀一號全箭總長19米，箭體直徑為1.35米，起飛重量27噸，起飛推力45噸。其設計運力為500千米高度太陽同步軌道（SSO）200千克、200千米高度近地圓軌道（LEO）300千克。

此外，朱雀一號還搭載了為《加油！向未來》節目定制的科普教育衛星未來號。未來號衛星搭載了光學對地觀測相機和空間在軌實驗艙，在軌設計壽命2年。該衛星在功能上融合了空間在軌科普實驗和對地遙感觀測，滿足在軌科學實驗需求，并配有集成數據回傳系統，是一顆具有空間科學和遙感綜合用途的微小衛星。

朱雀一號歷史性的402秒

2018年10月27日16時整，隨著指揮中心一聲“點火！”肉眼可見火箭一二級分離，火箭沿著原定軌道繼續升空。隨后，火箭超出肉眼可見范圍，現場指揮司令宣布第三級點火正常。最終，指揮中心等來消息：火箭發射后飛行正常，一二級工作正常，整流罩分離正常，三級出現異常。三級自旋時失穩，火箭接近但未能達到第一宇宙速度，其載荷未來號商業衛星也未能按照預定計劃進入太陽同步軌道。

朱雀一號及系列火箭對比（供圖 / 藍箭航天）

最終結果讓人扼腕！對藍箭航天來講是一個遺憾！盡管發射任務未能圓滿完成，但“朱雀一號”依然展現出相當的技術水平。這短短的402秒，代表藍箭航天通過這次發射得以驗證具有火箭各級分離、整流罩分離等關鍵技術;代表了民營力量在運載火箭所需的能力鏈條、供應鏈條、體系鏈條、發射鏈條已逐級打通，這也將為中國民營航天、商業航天的發展做出貢獻。因此，這402秒是有歷史性意義的。

?朱雀騰云，鳴鑼開道。朱雀一號飛行圖

失之毫厘，差之千里

2018年10月27～28日，藍箭航天對朱雀一號三級固體運載火箭飛行試驗的快速處理數據進行了初步分析。

經數據判讀，火箭點火、起飛正常，一級飛行正常，一二級分離正常，二級飛行正常，二三級分離正常，整流罩分離正常，三級滑行段飛行正常，三級主發動機點火后火箭飛行正常。最大飛行高度337千米，最快速度6300米/秒。

三級工作約37秒（對應總飛行時間402秒）后，主發動機工作正常，但姿態控制力異常、推進劑提前耗盡。經初步分析，可能是末修姿控動力系統某推力室輸送管損壞導致的控制力下降和推進劑泄漏。

在航天來說失之毫厘，就是差之千里！

航天探索充滿未知，尤其對于民營航天來說。即便馬斯克的Space X，也是經歷多次失敗才取得成功。他的獵鷹1號初次發射因為一個錯誤發射延期，之后又連續兩次延期，正式發射后僅26秒就失控墜落。

?天鵲（TQ-12）液氧甲烷火箭發動機效果圖（供圖 / 藍箭航天）

?朱雀二號液氧甲烷火箭（供圖 / 藍箭航天）

鵲鳴兆喜，朱雀二號揚帆起航

商業航天最為關鍵的技術之一，就是航天發動機技術。這是火箭、空天飛行器的主要動力系統。以液體發動機為例，當前最前沿的技術是探索研制液氧甲烷發動機。隨著Space X公司獵鷹9號火箭的第一級重復使用技術的成功實現，液體火箭發動機的單次任務可多次啟動和可在多次任務中使用的性能成為工程師追求的目標。

?藍箭航天的朱雀系列火箭型譜（供圖 / 藍箭航天）

相較于當前火箭燃料中主流的液氧煤油和液氫液氧兩個組合，液氧甲烷具有冷卻能力強、比沖高（考驗燃料性能指標之一，比沖越高燃耗越少）、不易結焦等優點，同時單位質量燃料的成本只有煤油的1/3和液氫的1/30。這種特性使得液氧甲烷成為推動火箭、空天飛行器低成本、可重復使用的最理想組合。

天生我雀必有用，鵲繞落花枝。英勇不撓的藍箭航天人，再弄潮頭。現在已推出液氧甲烷火箭發動機產品的民營公司有中國藍箭航天、美國Space X和美國藍色起源。

藍箭的下一款核心產品是中型液體運載火箭朱雀二號。在動力系統上，朱雀二號將選擇“80+10”的最優技術路線。其中，80噸發動機通用于火箭一級和二級，10噸級發動機通用于火箭二級和三級，低地球軌道運載能力可達4噸，太陽同步軌道運載能力2噸。朱雀二號計劃在2020年實現火箭首飛，將成為中國航天事業發展的有力補充。

這一中型火箭朱雀二號基本型為兩級液體運載火箭，可以將兩輛大型SUV轎車同時送入太空。朱雀二號將使用藍箭航天自主研發的80噸液氧甲烷發動機天鵲（TQ-12）短噴管推力室，其于2018年10月進行了20秒的短程點火試車并取得成功。2019年，天鵲80噸液氧甲烷發動機的全系統點火試車也將于藍箭航天自建的中國首家民營火箭制造基地陸續開展。

中國民營商業航天企業的定位是航天發射“國家隊”的有力補充，而非競爭者。隨著衛星應用市場的高速發展，中國民營商業航天企業在軍民融合的推力下將大有可為。

太空正成為中國企業開拓的新邊疆，中國初創公司正在大膽地與美國Space X等公司競爭，航天市場究竟花落誰家，這需要我們共同努力。加油，中國航天！加油，中國民營航天！

知識鏈接

固體運載火箭是利用固體火箭發動機作動力裝置的運載火箭，是固體推進劑運載火箭的簡稱。朱雀一號使用的固體燃料推進劑是丁羥四組元，它是由氧化劑硝酸銨、高氯酸銨、鋁粉和黏合劑端羥基聚丁二烯組成的。硝酸銨含有氮元素，是一種農業上很常用的氮肥，能促進光合作用和作物增殖，但這種化肥長期堆放會導致結塊，容易發生爆炸危險，因此現已被含氮量更高、風險更低的尿素替代。

延伸閱讀

太陽同步軌道（SSO）是一種近似的極地軌道，即軌道經過南北兩極上空。這類衛星軌道的最大特點是，會在相同的時間點經過相同位置的上空。這也是光學遙感衛星和氣象衛星青睞太陽同步軌道的原由。選擇這一軌道的衛星可以設置成在白天同一時間經過同一片區域，從而獲得這片區域清晰的光學圖像。

2019年3月2日，載著載人龍飛船的助推火箭獵鷹9號，從美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射。飛船里有個假人模型，用來真實記錄宇航員在其中承受各影響的數據。3月3日，美國國家航空航天局（NASA）在任務現場視頻直播中宣布，Space X載人龍飛船成功與國際空間站進行了對接。

（責任編輯/張偉倩 ? 美術編輯/胡美巖）