中国首枚液氧甲烷火箭顺利入轨，挑战“星舰”？

发布时间：2023-08-01 15:28:42 所属栏目：动态来源：

导读：中国首枚液氧甲烷火箭成功入轨，挑战“星舰”？

7月12日9时整，中国民营航天企业蓝箭航天自主研制的朱雀二号遥二运载火箭，在酒泉卫星发射中心升空，顺利入轨并完成了飞行任务。这是全球首枚成功入轨的

中国首枚液氧甲烷火箭成功入轨，挑战“星舰”？

7月12日9时整，中国民营航天企业蓝箭航天自主研制的朱雀二号遥二运载火箭，在酒泉卫星发射中心升空，顺利入轨并完成了飞行任务。这是全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭，标志着中国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得重大突破。

今年，关于液氧甲烷火箭入轨，全球已有过两次尝试。4月20日，美国太空探索技术公司（SpaceX）的新型运载火箭“星舰”首次发射，以解体爆炸告终；更早的3月23日，美国相对论空间公司的“人族一号”火箭尝试首发，因二级点火失败而无缘入轨。7月10日，SpaceX创始人马斯克在推特上设想了“火星移民计划”：平均每3天发射50枚“星舰”，每年将超过100万吨有效载荷送入轨道，足以在火星上建造一座自给自足的城市。

2015年被视为中国商业航天发展元年。中国科学院国家空间科学中心研究员周炳红对《中国新闻周刊》分析说，中国商业航天还需要在火箭回收和重复使用、高运载系数、规模化生产和发射这三个方面进行提升。中国与大规模批量交付火箭所代表的商业航天2.0时代间，还有一定距离。

2016年11月，“丽水一号”商业遥感小卫星星座，搭乘长征-11火箭，实现一箭多星入轨，为首次国家发射场与民营卫星公司的搭档发射。2021年12月，星河动力成功发射谷神星一号遥二固体运载火箭，将5颗商业卫星送入预定轨道，国内民营火箭公司开始独立探索连续发射、一箭多星的道路。

到2023年的朱雀二号遥二运载火箭发射成功，中国企业已实现中型液体运载火箭的完全自主研发。该箭箭体直径 3.35 米，总长 49.5 米，起飞质量 219 吨，起飞推力 268 吨。一级采用4台天鹊80吨液氧甲烷发动机并联；二级发动机采用单台天鹊80吨液氧甲烷发动机和天鹊10吨级游动液氧甲烷发动机（下称游动机）。

蓝箭航天CEO张昌武在采访中称，朱雀二号承载着中国商业航天从0到1的过程。他介绍称，“从0到1”的门槛很高，企业需要独立完成设计、工艺、制造、测试、发射等一系列链条，突破关键技术瓶颈，通过前期方案验证，向市场批量化交付，从而形成商业化回报。这一步即使迈过，未来还有可重复使用的门槛。朱雀二号此次完成了液氧甲烷火箭技术上的从0到1，而关于商业上的从0到1，蓝箭航天计划于2024年面向市场进行小批量交付，年产3至4发，2025年翻倍。将要完成的遥三火箭试验，将搭载最大载荷；可循环使用火箭项目也已开启，将在2025年试飞。

到今年3月，经蓝箭航天专项工作组多项措施的改进，通过地面试验、发动机试车等验证改进措施的有效性，火箭实现故障归零。张昌武表示，火箭天然地需要更长周期去验证产品方案，因此蓝箭的目标是通过遥一至遥三，三发以内验证产品的成功。

千域空天咨询有限公司创始人蓝天翼曾在航天一线工作多年，近年来从事商业航天市场调研。他向《中国新闻周刊》强调，朱雀二号的首要贡献在于，它证明了液氧甲烷推进剂的可行性。国际宇航联盟空间运输委员会副主席杨宇光表示，相比固体燃料，以及最为普及的液氧煤油、液氧液氢燃料，液氧甲烷技术的从0到1，意味着未来火箭大规模批量交付有了可能。

从成本角度，固体燃料开采成本远高于液体。煤油和甲烷都易得，但航天级别的煤油需提纯制备，比只需液化的天然气成本高。液氧的成本问题有两点，一是和液氧沸点相差悬殊，难以共同储存；二是密度太小，容积需求大，变相增加成本。同为可循环利用火箭发动机，液态甲烷相较液氧的优势为，其与液氧沸点近似，装配时可共同储存，节约费用。

美国SpaceX的猎鹰9号系列火箭采用液氧煤油发动机，起飞质量549吨，运载系数（有效载荷占火箭起飞总质量的比例）超4％，每公斤载荷发射成本2700美元。中国长征5号运载火箭主发动机采用液氢液氧，起飞质量859吨，运载系数近3％，每公斤载荷报价3万元人民币，折合超4100美元。在运载相同卫星入轨的前提下，前者成本缩减超过50％。

朱雀二号的每公斤载荷报价还没有公布，但此前有媒体预测，该数字有望低于猎鹰9号。而SpaceX公司的“星舰”，一级使用33台液氧甲烷猛禽发动机驱动，二级使用3台猛禽和3台猛禽真空。相比猎鹰9号的部分回收，马斯克称，星舰计划实现完全可回收，每公斤载荷发射成本报价将为10美元。

杨宇光表示，中国目前无论国企还是民企，都还没能实现完整的火箭回收过程。猎鹰9号至今已进行超过200次回收，但即使发动机可复用，维修检测、更换部件，直到再次发射，中间也面临高额附加成本。杨宇光强调，“可重复使用不等于低成本”。回收行业与成本压缩共同决定了可再利用的效率，进而为大规模批量供应的愿景奠定基础。

“基础科研能力是核心竞争力。”杨宇光指出，美国猎鹰9号的高性能与高成功率，很大程度上得益于铝锂合金工业的成熟。该合金在同样强度下，比传统铝合金轻得多。每添加1％的金属锂，其密度降低3％，该性能特质，在大体量的航天器外壳上表现显著。猎鹰9号舰体高达70米，全舰外壳使用铝合金。杨宇光表示，目前中国还缺乏生产这种大型构件的能力。

蓝天翼认为，国内商业航天崛起的背后，是行业全产业链的发展探索。火箭制造与发射在前两层，前期投入非常大，企业很可能“倒在黎明前”。要在下游应用服务中占据上风并获得竞争优势的话，民营业户需要先在产品与服务的验证和推广上下更大的功夫才行，这也是遵循市场机制的规律的。

零壹空间自研的“重庆两江之星”火箭，是中国首枚“民营自研商用亚轨道火箭”，其采用固体燃料。蓝箭航天在朱雀二号前，也开发过基于固体燃料的朱雀一号，虽然入轨失败，却仍是中国首枚“民营轨道运载火箭”。

（编辑：汽车网）

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