首枚成功入轨的液氧甲烷火箭——朱雀二号（科技自立自强）

中华新闻网 2023-07-14 16:36

朱雀二号遥二运载火箭腾空瞬间。

发动机试车。

整流罩内部。 　　以上图片均由蓝箭航天提供

朱雀二号遥二运载火箭发射升空。 　　汪江波摄（新华社发）

　　点火，起飞！

　　7月12日，酒泉卫星发射中心，朱雀二号遥二运载火箭腾空而起，成功入轨。

　　这是全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭，也是国内民商航天首款基于自主研制的液体发动机实现成功入轨的运载火箭，填补了国内液氧甲烷火箭的技术空白，意味着我国首款大推力液氧甲烷发动机通过飞行验证，标志着我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得突破。

　　以液氧甲烷为推进剂，成本低、易制取

　　火箭发射并不少见，为何这次备受瞩目？因为这枚火箭以液氧甲烷为推进剂，这也是其最大亮点。

　　朱雀二号遥二运载火箭为两级构型，箭体直径3.35米，全箭高度49.5米，起飞重量约219吨，起飞推力约268吨。火箭一级采用4台天鹊80吨级液氧甲烷发动机并联，二级由1台天鹊80吨级液氧甲烷发动机和1台天鹊10吨级游动液氧甲烷发动机组合而成。

　　作为运载工具，火箭是太空活动的前提和基础。可以说，火箭的能力有多大，太空探索的舞台就有多大。发动机犹如火箭的“心脏”，采用什么推进剂，是决定火箭能力的关键因素。

　　火箭推进剂可以分为固体推进剂、液体推进剂等。其中，液体推进剂包括液氧煤油、液氧液氢、液氧甲烷等，每种类型各有利弊。例如，液氧煤油优点是成本较低、比冲较高，但也容易积碳、结焦。

　　液氧甲烷由液态氧气和甲烷混合而成，具有燃烧效率高、绿色环保、成本低、易制取等显著特点，燃烧完之后积碳的问题也比较容易解决，能够减少发动机重复使用时清洗的工作量，降低可重复使用火箭的维护成本，因此被认为是火箭发动机推进剂的理想材料之一。

　　“液氧和甲烷是民用化和工业化程度很高的推进剂，非常容易获取，价格也更低廉，一旦液氧甲烷发动机技术成熟应用，未来这种推进剂作为一种可以大批量采购的工业品，成本将更加可控。”火箭研制方蓝箭航天CEO张昌武介绍。

　　朱雀二号副总师兼副总指挥戴政曾提出构想：在探索可重复使用火箭的道路上，如果采用液氧甲烷做推进剂的火箭升空发射、抵达火星等太空目的地后，更容易实现推进剂的就地制取，直接助力满足火箭返程的动力需求，降低火箭去程携带大量推进剂的负担。

　　从首飞失利到复飞成功，填补国内技术空白

　　航天事业难度大、风险高。放眼世界，可重复使用液氧甲烷火箭已进入快速研制发展期，国内外多款液氧甲烷火箭正在研制中。仅今年上半年，国外已有两款液氧甲烷火箭挑战首飞入轨，但均以失败告终。

　　朱雀二号的研制也不是一帆风顺。去年底，朱雀二号遥一运载火箭首飞，因二级游机异常关机故障遗憾失利，蓝箭航天成立专项工作组查明故障原因和故障机理，并针对故障采取多项改进措施，通过仿真、地面试验和发动机试车验证了改进措施的有效性，在今年3月18日通过故障归零专家评审。

　　从首飞失利到复飞成功，并非易事。嘉兴蓝箭航天中心火箭总装测发部经理冯涛说，从遥一到遥二，团队进行了大量的工作，包括发动机点火试验、地面振动试验、液压试验以及最后的总装检测。

　　以此次任务中担当火箭智能化“方向盘”使命的大功率电动推力矢量伺服系统为例，来自中国航天科工三院33所的研制团队历经5年研究，最终让这一火箭智能化“方向盘”能精准执行系统给定的动作指令，充分满足了这款液氧甲烷火箭对伺服系统低成本与高性能的要求。

　　本次飞行试验主要考核火箭发射和飞行全过程方案的正确性、合理性，各系统接口的匹配性，为后续火箭正式商业飞行奠定基础。“此次发射，我们收获的不仅仅是一枚火箭，更作为民营航天力量收获了研发、试验、生产、发射全链条的完成能力。我们将继续朝着火箭批量化、商业化研制目标前进，用创新打造自身独特价值。”张昌武说。

　　我国商业航天初步形成产业体系和市场体系

　　朱雀二号的成功发射填补了国内液氧甲烷火箭型谱的空白，有望降低商业火箭发射成本，为商业火箭发射市场带来变革。“我们将继续以朱雀系列运载火箭为重要产品，对产品进行持续优化迭代，进一步提升火箭性能，为市场提供低成本、高性能、大运力火箭产品。”张昌武表示。

　　不论是国有航天，还是民营航天，都是航天事业的重要组成部分，都是为了人类更好探索太空、和平利用太空。放眼国际，商业航天蓬勃兴起，进出空间、利用空间、探索空间水平持续提升，已经成为全球航天科技创新和经济发展的重要动力。

　　经过近10年时间，我国商业航天从无到有，快速发展，成为我国航天不可或缺的重要力量。商业航天产业涵盖上游火箭发射、卫星及地面设备研制、中游卫星运营和下游卫星应用等多个领域。专家表示，我国商业航天的产业体系和市场体系初步形成，已经由基础制造、产品研发为主，逐步迈向应用牵引、市场主导的新阶段。

　　据统计，我国商业航天企业超过400家，在轨商业卫星超过350颗。商业航天释放了可观的经济潜能，目前市场规模超过万亿元，商业航天作为战略性新兴产业，催生出众多民用科技产品，为构筑现代化产业体系注入新动能、提供新引擎。

　　同时，近年来，我国商业航天产业亮点纷呈，快舟火箭、长征火箭等发展快速，蓝箭航天、星际荣耀、星河动力等公司成果不断。商业星座建设初具规模，卫星批量化、智能制造能力持续提升，商业航天新型空间基础设施体系建设和应用发展空间广阔。浙江大学航空航天学院副教授金台认为，我国航天发射频次大幅增长，商业化航天发射市场需求很大，民营航天企业形成了技术创新能力强、商业运作灵活、市场导向明确等鲜明的特色，为我国航天事业注入了新的活力。

　　也有专家表示，必须看到，我国商业航天目前仍然处于比较早期的探索时期。以商业火箭为例，研制投入多、风险高、难度大，从设计、工艺、制造、测试到发射这一完整链条，仍需要极高的技术门槛，在实现市场批量化交付的道路上还需努力。未来如何进一步提升运力和降低成本，是商业航天科研工作者面临的挑战和难题。

　　我国先后出台了一系列支持商业航天发展的政策措施，《2021中国的航天》白皮书明确提出了促进商业航天快速发展的原则和举措，相关各方积极推动出台促进商业航天发展的指导意见，相关财税补贴、市场培育、产业开发等多形式发展支持政策持续落地，北京、湖北、海南等地也持续发布支持商业航天发展的相关意见。

　　星空浩瀚无比，探索永不止步。