新型液體火箭全球首次成功入軌，朱雀二號(hào)為何用液氧甲烷作燃料

7月12日上午，由藍(lán)箭航天空間科技股份有限公司自主研制的朱雀二號(hào)遙二液氧甲烷運(yùn)載火箭（以下簡(jiǎn)稱朱雀二號(hào)）在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，火箭進(jìn)入預(yù)定軌道，試驗(yàn)任務(wù)取得圓滿成功。

朱雀二號(hào)是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，標(biāo)志著我國(guó)運(yùn)載火箭在新型低成本液體推進(jìn)劑應(yīng)用方面取得重大突破。這也是國(guó)內(nèi)民營(yíng)商業(yè)航天領(lǐng)域的液氧甲烷運(yùn)載火箭首次成功發(fā)射。

“朱雀二號(hào)這一型火箭，承載著我們‘從0到1’的研發(fā)過程?！彼{(lán)箭航天首席執(zhí)行官?gòu)埐浔硎?，在過去幾年間，公司開發(fā)出天鵲系列發(fā)動(dòng)機(jī)，建設(shè)了試車臺(tái)、冷試系統(tǒng)等，并累計(jì)完成了近10萬秒的地面試車，成功研發(fā)國(guó)內(nèi)唯一具備飛行技術(shù)成熟度的液氧甲烷火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，支撐了朱雀二號(hào)的動(dòng)力系統(tǒng)。

此次任務(wù)是朱雀二號(hào)運(yùn)載火箭第2次飛行。2022年底，朱雀二號(hào)遙一箭進(jìn)行首飛試驗(yàn)，此次試驗(yàn)因發(fā)動(dòng)機(jī)二級(jí)管路出現(xiàn)破裂導(dǎo)致任務(wù)失利。在首飛中，火箭動(dòng)力系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等都得到了較為完整的驗(yàn)證。首飛后，通過后續(xù)“歸零”核查，涉及接口管理和聯(lián)合設(shè)計(jì)的管理問題得以彌補(bǔ)。

朱雀二號(hào)是一型采用液氧甲烷為燃料的兩級(jí)液體火箭，箭體直徑3.35米，全箭高度49.5米，起飛重量219噸，起飛推力268噸。整流罩最大直徑3.35米，全長(zhǎng)8.237米。火箭一級(jí)采用4臺(tái)天鵲80噸級(jí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)，二級(jí)采用1臺(tái)天鵲80噸級(jí)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)和1臺(tái)天鵲10噸級(jí)游動(dòng)液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)組合而成。相較于固體火箭，液體火箭具備比沖高、推力可調(diào)、可多次啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，是可回收運(yùn)載火箭的更優(yōu)選擇。

使用液氧甲烷作為燃料，是朱雀二號(hào)火箭與我們平時(shí)常見的長(zhǎng)征系列火箭最大的不同。據(jù)朱雀二號(hào)副總師兼副總指揮戴政介紹，液氧甲烷由液態(tài)氧氣和甲烷混合而成。甲烷在氧氣中燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳和水，對(duì)于運(yùn)載火箭而言是一種清潔燃燒劑。同時(shí)，這種燃料易于開采，技術(shù)成熟，相對(duì)于液氫、煤油等火箭燃料來說，價(jià)格相對(duì)較低、更環(huán)保、成本低廉，易于重復(fù)使用。

“事實(shí)上，如果有足夠大的運(yùn)載火箭，有足夠強(qiáng)的深空投遞能力，到火星上制備燃料沒有難度。現(xiàn)在人們瞄準(zhǔn)了重復(fù)利用火箭，用甲烷做燃料?！贝髡忉屨f，外太空環(huán)境溫度低，火星表面最低溫度可達(dá)-143℃，月球表面最低溫度可達(dá)-190℃，對(duì)液氫來說太高，對(duì)煤油來說太低。

此次朱雀二號(hào)的飛行試驗(yàn)主要考核了這一新型液氧甲烷火箭測(cè)試發(fā)射和飛行全過程方案的正確性、合理性，各系統(tǒng)接口的匹配性，為后續(xù)火箭正式商業(yè)飛行奠定了基礎(chǔ)?！拔覀儗⒗^續(xù)以朱雀系列運(yùn)載火箭為核心產(chǎn)品，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化迭代，進(jìn)一步提升火箭性能，為市場(chǎng)提供低成本、高性能、大運(yùn)力的火箭產(chǎn)品?！睆埐湔f。

張昌武透露，朱雀二號(hào)共準(zhǔn)備3發(fā)試驗(yàn)箭，此次發(fā)射前，遙三火箭已經(jīng)進(jìn)入總裝階段。隨著遙二任務(wù)取得成功，藍(lán)箭航天將于2024年面向市場(chǎng)進(jìn)行小批量交付，年產(chǎn)3至4發(fā)，2025年再翻一倍。同時(shí)，藍(lán)箭航天已經(jīng)啟動(dòng)可重復(fù)使用火箭項(xiàng)目，預(yù)計(jì)于2025年進(jìn)行試飛任務(wù)。