发布日期：2023-07-14 18:00:37
北京时间7月12日上午9时，连界母基金参与投资的中国蓝箭航天公司（LANDSPACE）的朱雀二号遥二运载火箭（ZQ2）点火升空，试验任务获得圆满成功，这是全球首枚实现入轨飞行的液氧甲烷运载火箭。
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朱雀二号遥二火箭由蓝箭航天自主研发，本次任务的成功，标志着朱雀二号遥二火箭成为全球首款成功入轨飞行的液氧甲烷火箭，中国商业航天企业再次书写世界级新纪录。也标志着中国航天在新型低成本液体推进剂运载火箭应用方面取得了重大突破。
一、液氧甲烷运载火箭技术，为何受到航天界广泛青睐？
液氧甲烷运载火箭技术因为美国太空探索技术公司的“星箭”火箭而大获关注。2023年4月20日装载有33台“猛禽”液氧甲烷发动机的“星箭”进行首次发射，最终发射失利，未能完成全球首次液氧甲烷运载火箭成功入轨的壮举。但是该技术路径被认为是未来人类航天技术发展的主要方向。目前世界主要航天大国都在争相研制液氧甲烷发动机。除美国的太空探索技术公司之外，美国的蓝色起源公司，欧洲的阿里安公司以及俄罗斯国家航天集团均在开展液氧甲烷火箭的研制工作，并取得相应进展。
液氧甲烷运载火箭技术为何受到航天界的广泛青睐？蓝箭航天创始人、CEO张昌武表示：采用液氧甲烷这种推进剂组合，首先具有成本优势，液氧和甲烷是一种民用化和工业化程度很高的推进剂，非常容易获取，价格相较而言也更低廉，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，成本更加可控，对商业航天公司而言非常友好。此外，液氧甲烷推进对于未来发展可重复使用运载火箭而言，综合性能较优。在燃烧完之后积碳问题比较容易解决，能够减少发动机重复使用时清洗的工作，降低可重复使用火箭的维护成本。
“未来我们还将围绕朱雀二号运载火箭进一步开发出直径更大的可重复使用的运载火箭，届时推进剂的使用量会更多，对于价格就更加‘敏感’。而液氧甲烷推进剂高比冲的优势，应用于大尺寸火箭有利于提高整体综合性能，液氧甲烷的优势因此会更加突出。”张昌武称。
以液氧甲烷为推进剂的朱雀二号运载火箭也是中国首型液氧甲烷运载火箭，该型火箭为两级构型，箭体直径 3.35 米，全箭高度 49.5 米，火箭一级采用 4 台天鹊 80 吨级液氧甲烷发动机并联，二级采用 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。起飞重量 219 吨，起飞推力达到 268 吨，500公里太阳同步轨道的运载能力可达4吨。
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张昌武介绍：在拥有液氧甲烷运载火箭之后，给中国航天发射市场带来的变化也是显而易见的。长远来看，发展液氧甲烷火箭技术非常有利于商业航天的发展。世界航天经历过去半个多世纪的发展后，已然进入一个新阶段。从火箭的任务类型而言，从原来普遍都是高轨发射任务，发展到现在更多的向低轨聚集，新型通信卫星网络和遥感卫星网络等星座正在如火如荼地建设中，这就对发展经济性更优，运力更强，发射频次更高的运载火箭提出了需求，在明确的市场的需求下，业界对于未来开发更低成本及具备可重复使用能力的运载火箭建立了很强的信心，而液氧甲烷运载火箭就是在这样一个背景之下形成的一个共识性选择。
“朱雀二号的发射成功会对于整个行业带来一个重大的提振，因为国内虽然说过去已经取得很多⺠营商业航天的成功，但由一家民营企业完全自主研发的火箭实现成功发射这还是第一次。从这个层面而言意义非凡。在火箭的开发过程中我们也得到了国家相关部门的大力支持。”张昌武认为，中国商业航天公司作为中国航天的一部分有义务也有责任促进中国航天事业的发展。在世界航天大国竞逐液氧甲烷火箭的背景下，中国需要尽早的取得成熟的液氧甲烷火箭型号，这也是蓝箭航天开展相关研发的一个初衷。
“而在开发液氧甲烷火箭的过程中，我们也进一步认识到在可重复利用火箭中，液氧甲烷的好处其实比我们预想的更多更强一些，而随着‘星舰’这样的产品也在进一步验证液氧甲烷推进剂可以成熟应用到大规模可重复使用火箭中，我认为，液氧甲烷火箭未来创造的战略价值和经济效益将是十分显著的。”
二、朱雀二号“从0到1”的研发过程
蓝箭航天总部位于北京亦庄的“火箭街区”。“朱雀二号这一型火箭，承载着我们‘从0到1’的研发过程。”蓝箭航天首席执行官张昌武表示，在过去几年间，公司开发出天鹊系列发动机，建设了试车台、冷试系统等并累计完成了近10万秒的地面试车，成功研发国内唯一具备飞行技术成熟度的液氧甲烷火箭发动机，支撑了朱雀二号的动力系统。
2022年底，朱雀二号遥一箭进行首飞试验，此次试验因发动机二级管路出现破裂导致任务失利。在首飞中，火箭动力系统、结构系统等都得到了较为完整的验证。首飞后，通过后续“归零”核查，涉及接口管理和联合设计的缺陷得以弥补。
本次试验发射的遥二箭，是朱雀二号首批次试验箭的第二发，仅搭载了配重，未搭载有效载荷。张昌武透露，首批次的第三发火箭已经启动总装，拥有最高发射“一箭30星”的能力。“朱雀二号是目前我国商业航天企业正向开发规模最大的火箭。液氧甲烷火箭是全新的配套，其中超过60%的系统，公司都进行了独立开发，期待经过3次飞行试验，验证朱雀二号的整体设计和性能。”
朱雀二号火箭首次发射腾空瞬间
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将液氧甲烷作为火箭的推进剂，成本更低，与工业化配套体系更加匹配，也将更有利于未来面向可重复使用火箭的研发。“在研发过程中，我们进一步认识到在火箭复用领域，甲烷具备的优势比我们预想的还要强大。”不过，张昌武表示，从零开始的探索，需要投入更多的精力和资源。研发团队遇到的发动机震动、燃烧不充分不稳定等问题，都需要依靠反复验证来克服。
预计在2024年，蓝箭航天将拥有面向市场交付液氧甲烷火箭的能力，交付能力可达3至4发，并在后续3年保持年增一倍的交付能力。“商业火箭领域的门槛是很高的，需要企业拥有从设计、工艺、制造、测试到发射的完整链条，期待朱雀二号能迈过这个门槛，真正走向市场批量化交付。”张昌武说，蓝箭航天已经启动可重复使用火箭的研发进程，其将拥有更大的直径，期望在2025年取得重大突破。接下来的5年，企业将把朱雀二号和在研的可复用火箭打造为运力足够大、成本足够低的精品火箭。
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