中國民營航天成功發射全球首枚液氧甲烷火箭，人類火星夢前進一步

來源：娛樂大起底釋出時間：2023-07-12 11:11

中國民營航天成功發射全球首枚液氧甲烷火箭，人類火星夢前進一步

北京時間，7月12日，航天圈內萬眾矚目的藍箭航天空間科技股份有限公司自主研製的朱雀二號遙二液氧甲烷運載火箭（代號 “ZQ-2 Y2”）在我國酒泉衛星發射中心發射成功，火箭進入預定軌道飛行，試驗任務取得圓滿成功。朱雀二號成為全球首款成功入軌飛行的液氧甲烷火箭，標誌著中國運載火箭在新型低成本液體推進劑應用方面取得重大突破。

液氧甲烷火箭畢竟是什麼？這次發射成功又有什麼意義？我們透過五問五答，快速解讀。

一、什麼是液氧甲烷火箭？

液氧甲烷指的是火箭的燃料種類，在航天領域的學名叫工質，這裡涉及火箭發動機的原理題目。由於火箭要飛出大氣層，所以傳統意義上的燃燒概念並不合用，大氣層外沒有氧氣，你不能只給火箭加燃燒劑，所以要有液氧或者其他助燃劑的介入。一發火箭需要把這兩種工質全部轉載到火箭內部。對於朱雀II來說，它的助燃劑是液氧，燃燒劑是甲烷。因此通俗來說，這就是液氧甲烷火箭的說法。

二、為什麼會有液氧甲烷火箭？

這個題目有四個層面的原因：

首先，科研層面。擁有新的燃料體系對於全球航天工業整體來說是好事，多一條技術路線就多了一種可能性。而且甲烷的本錢相對較低，比傳統的航天煤油和液氫便宜。

其次，應用層面。甲烷在太陽系內儲量相對豐碩，即可以在火星很利便的出產，也可以在土衛六等衛星上直接獲取，對於星際遠征和移民來說是一種便利。

再次，競爭層面。國外以SpaceX為首的猛禽發動機就是液氧甲烷體系的，所以從技術通用性上，其他國家必需把握。

最後，協調發展。液氧甲烷目前主要是海內民營航天在主推，原因是在燃料這條技術路線上要和國家隊形成互補關係。國家隊雖說也沒有拋卻液氧甲烷，但在燃料體系的研發層面要考慮的東西更多，其中比較重要的一個原因就是比衝。液氧甲烷的比衝比液氧煤油高，但是不如液氫液氧發動機。所以國家假如花大力氣研發發動機，肯定會選擇更有代表性和理論更優的解。因此液氧甲烷是民營的機會。

三、技術門檻有多高？

這件事很難評述，每種技術都有其獨特的難度。我們只能用一些實現它的工程指標來評述它的合理性。

第一個，火箭設計。航天是龐大的系統工程，對於成熟的火箭型號來說，內部結構的一點點改動，就能把穩定性擊碎。之所以說這些，原因在於火箭的設計並非無根之水，成熟型號的圖紙對於現階段中國民營火箭公司來說鑑戒意義非常大。而對於液氧甲烷來說，由於液氧甲烷整體的密度，比常規火箭燃料只大了一點點，這就意味著你的儲罐擴容沒必要那麼大。這就導致成熟型號的火箭設計改動的部門相對就比較小。這對於火箭設計來說，是非常樞紐的要素。

第二，分子成分。燃料由於甲烷的分子式比較簡單，所以在設計火箭的過程中不用過多的思索工質燃燒後所產生的雜質，這些雜質會在發動機上形成結痂，進而引發飛行風險。而甲烷這方面的風險比較小，所以設計也相對簡樸，當然這個簡樸也是相對的……航天沒有簡樸的事。

第三，燃燒溫度。甲烷的燃燒溫度比較低，傳統的航天煤油燃燒溫度是3800多開爾文，而甲烷只有不到3600。你要知道，最常見的金屬鐵，它的熔點只有1800開爾文。所以發動機固然使用了合金來抵禦高溫，但依然需要在燃燒過程中，利用低溫燃料輪迴的方式，給發動機結構降溫。所以更低的燃燒溫度天然是一種莫大的好處，尤其對於可重複使用的火箭發動機來說，維護本錢可以大幅降低。

當然還有其他的一些好處，只不過那些都是非常晦澀的航天發動機設計題目了，假如各位網友感興趣，咱麼以後可以專門出一期火箭發動機的技術解讀。

四、意義主要是什麼？

這次發射最重要的意義在於全球液氧甲烷火箭的首次發射入軌，入軌對於航天器來說是一個可以投入實際應用的標誌。在很多年前，許多民營火箭公司發射的火箭都是探空火箭，哪怕是藍色發源的新謝潑德號也沒有進入軌道空間。所以入軌是一個非常重要的事情，而藍箭這詞也算是為全人類驗證了液氧甲烷的可行性。

另一個非常重要的意義在於，藍箭航天作為中國民營火箭公司代表性的企業，在經由幾回失敗以後，終於有了一款能夠成功支援業務運營的產品，可以說是公司的一個重要里程碑，也是中國民營航天的一個里程碑。本次發射最難的地方也在於此，心理和精神壓力會比技術上的壓力更大。好在這次結果是好的，未來中國民營航天也可能因此產生一些格式上的變化。朱雀II的運載能力是目前民營火箭最強的，那些更重要、質量更大的載荷，也多了民營火箭的這個選擇。

五、之前哪些國家、公司嘗試發射過，結果如何？

固然朱雀II是首發入軌的液氧甲烷火箭，但全球對液氧甲烷的研究和嘗試卻早就開始了。

我們國家自己有星際榮耀的焦點系列發動機，九州雲箭的凌雲、龍雲發動機、宇航推進的滄龍系列發動機。光大航天迷可以嚴密關注龍雲，相信不久能給你們很大的驚喜。

國際上，1960年一家歷史悠久的義大利航天公司，從主營航空發動機轉型到火箭發動機領域，在2004年的時候，就著手研發一款在火箭第三級使用的液氧甲烷發動機。一直和俄羅斯有合作。不外由於戰役的關係，合作不得已終止。目前這家義大利公司已經開始獨立研製火箭上面級所使用的液氧甲烷發動機，不外看到它實際應用可能要等到2026年。

另外一款歐洲的液氧甲烷發動機名氣就大得多了，前幾天阿里安5火箭退役，而已經確定方案的阿里安6火箭本來打算採用液氫液氧發動機，但現在可能被這款名為普羅米修斯的液氧甲烷發動機代替。這款發動機在2015年開始研製，但是非常神秘，沒有試車影片流出，所有公然資訊停留在了2020年。

獨一投入使用的藍色發源BE-4液氧甲烷發動機，也由於新謝潑德號並不入軌，而沒能獲得全球首發入軌的液氧甲烷火箭的殊榮。

再有就是更加聞名的SpaceX的猛禽發動機，它是裝配在星艦上的超級火箭發動機，外界對他的瞭解僅限於勁兒大，猛。但實際上猛禽發動機是自打有了航天以來，唯三的全流量輪迴發動機，用人話說就是它沒有鋪張一點燃料，是人類航天發動機工藝的結晶。前兩款類似工藝的發動機一個是前蘇聯沒上過天的RD-270發動機，另一個甚至無法被稱為發動機，它是美國的一款整合動力驗證器。而猛禽，則是徹底的實現了這個工程傑作。