新型液體火箭全球首次成功入軌，朱雀二號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遙二液氧甲烷運載火箭（以下簡稱朱雀二號）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，試驗任務(wù)取得圓滿成功。

朱雀二號是全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，標(biāo)志著我國運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。這也是國內(nèi)民營商業(yè)航天領(lǐng)域的液氧甲烷運載火箭首次成功發(fā)射。

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

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

朱雀二號是一型采用液氧甲烷為燃料的兩級液體火箭，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8.237米?；鸺患壊捎?臺天鵲80噸級液氧甲烷發(fā)動機(jī)并聯(lián)，二級采用1臺天鵲80噸級液氧甲烷發(fā)動機(jī)和1臺天鵲10噸級游動液氧甲烷發(fā)動機(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)、可多次啟動等優(yōu)點，是可回收運載火箭的更優(yōu)選擇。

使用液氧甲烷作為燃料，是朱雀二號火箭與我們平時常見的長征系列火箭最大的不同。據(jù)朱雀二號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，對于運載火箭而言是一種清潔燃燒劑。同時，這種燃料易于開采，技術(shù)成熟，相對于液氫、煤油等火箭燃料來說，價格相對較低、更環(huán)保、成本低廉，易于重復(fù)使用。

“事實上，如果有足夠大的運載火箭，有足夠強(qiáng)的深空投遞能力，到火星上制備燃料沒有難度?，F(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℃，對液氫來說太高，對煤油來說太低。

此次朱雀二號的飛行試驗主要考核了這一新型液氧甲烷火箭測試發(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)。“我們將繼續(xù)以朱雀系列運載火箭為核心產(chǎn)品，對產(chǎn)品進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化迭代，進(jìn)一步提升火箭性能，為市場提供低成本、高性能、大運力的火箭產(chǎn)品?！睆埐湔f。

張昌武透露，朱雀二號共準(zhǔn)備3發(fā)試驗箭，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年面向市場進(jìn)行小批量交付，年產(chǎn)3至4發(fā)，2025年再翻一倍。同時，藍(lán)箭航天已經(jīng)啟動可重復(fù)使用火箭項目，預(yù)計于2025年進(jìn)行試飛任務(wù)。