朱雀二號：全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭

黃志明

點火，起飛！2023年7月12日9時整，我國自主研制的朱雀二號遙二運載火箭在酒泉衛星發射中心騰空而起，成功入軌并完成了飛行任務。

此次發射的朱雀二號備受關注，第一時間便登上了各大媒體平臺的頭條。有同學可能要問了：火箭發射并不是什么新鮮事兒，為什么朱雀二號會備受矚目呢？

液氧甲烷優勢多

作為運載工具，火箭是太空活動的前提和基礎。可以說，火箭的能力有多大，太空探索的舞臺就有多大。發動機猶如火箭的“心臟”，采用什么推進劑，是決定火箭能力的關鍵因素。

目前，常見的火箭推進劑可以分為固體推進劑、液體推進劑等。其中，液體推進劑又包括液氧煤油、液氧液氫、液氧甲烷等，各有利弊。例如，液氧煤油的優點是成本較低、比沖較高，但容易積碳、結焦。液氧液氫的優點是比沖非常高、原料便宜，能滿足大推力火箭的發射需求，可問題是液氫的密度非常小，同樣一個大罐子裝不了多少液氫，而罐子越大，自重就越大。更重要的是，液氧和液氫的沸點、凝固點都不同，想要讓兩者都保持在液態，就要把兩者溫度控制好，使用特殊的儲存罐。

而液氧甲烷由液態氧氣和甲烷混合而成，具有燃燒效率高、綠色環保、成本低、易制取等顯著特點，燃燒完之后，積碳的問題也比較容易解決，能夠減少發動機重復使用時清洗的工作量，降低可重復使用火箭的維護成本，因此被認為是火箭發動機推進劑的理想材料之一。

液氧和甲烷還是民用化和工業化程度很高的推進劑，非常容易獲取，價格也較低廉。而且火星上也有甲烷，這意味著使用液氧甲烷火箭可以在火星上補充燃料。如此一來，在探索可重復使用火箭的道路上，如果采用液氧甲烷做推進劑的火箭發射升空、抵達火星等太空目的地后，更容易實現推進劑的就地制取，直接助力滿足火箭返程的動力需求，降低火箭去程攜帶大量推進劑的負擔。

從首飛失利到復飛成功

液氧甲烷發動機無疑是當下的熱門話題。放眼世界，可重復使用的液氧甲烷火箭已經進入快速研制發展期。國內外多款液氧甲烷火箭正在研制中，但此前并沒有一款液氧甲烷火箭發射成功。

僅2023年上半年，國外已有兩款液氧甲烷火箭——美國相對論空間公司的人族一號火箭和美國太空探索技術公司（SpaceX）的新型運載火箭星艦挑戰首飛入軌，但均以失敗告終。

朱雀二號的研制也并非一帆風順。2022年年底，朱雀二號遙一運載火箭首飛試驗因二級游動火箭發動機異常關機故障，遺憾失利。此次是朱雀二號運載火箭第二次飛行。從首飛失利到復飛成功，并非易事。發動機點火試驗、地面振動試驗、液壓試驗和最后的總裝檢測等，工作量十分大。本次飛行試驗主要考核火箭發射和飛行全過程方案的正確性、合理性，以及各系統接口的匹配性，為后續火箭正式商業飛行奠定基礎。

技術上從“0”到“1”

朱雀二號是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，也是國內民營航天企業首款基于自主研制的液體發動機實現成功入軌的運載火箭。它的發射成功，標志著液氧甲烷火箭技術上的從“0”到“1”，填補了國內液氧甲烷火箭的技術空白。

藍箭航天還在不斷探索商業上的從“0”到“1”，計劃于2024年面向市場進行小批量交付，年產3～4發液氧甲烷火箭，2025年再翻一倍；將要進行的朱雀二號遙三運載火箭試驗，將搭載有效載荷；可重復使用火箭項目也已啟動，將在2025年試飛。

星空浩瀚無比，探索永不止步。