界面新聞記者｜馬悅然

中國民企拿下了液氧甲烷火箭的“全球首發”，在全球商業航天領域創造了新的紀錄。

7月12日9時00分，界面新聞自現場獲悉，由藍箭航天空間科技股份有限公司 （下稱藍箭航天） 自主研制的朱雀二號遙二液氧甲烷運載火箭（代號“ZQ-2 Y2”），在酒泉衛星發射中心發射升空，按程序完成了飛行任務，發射任務獲得圓滿成功。

朱雀二號遙二火箭成為了全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭。藍箭航天稱，這意味著中國首款大推力液氧甲烷發動機通過飛行驗證，標志著中國全面掌握液氧甲烷運載火箭關鍵技術。

在飛行試驗后的答記者問中，朱雀二號運載火箭型號總指揮杜方平宣布，根據火箭飛行數據及航天飛控中心監測計算，朱雀二號火箭已于9時12分到達預定軌道。

杜方平稱，在即將迎來“天問一號”火星探測器成功入軌三周年之際，見證了人類歷史上液氧甲烷火箭的首次成功入軌發射，這是中國航天事業發展中取得的又一次重大的突破。

“我們認為，中國商業火箭真的進入到2.0時代了。”藍箭航天董事長兼CEO張昌武稱。 

拉開液氧甲烷火箭時代序幕

近年來，全球商業航天公司大多把飛行器的技術新路線鎖定在了液氧甲烷。如SpaceX的星艦、聯合發射聯盟的火神、藍色起源的新格倫號等，這些液氧甲烷火箭都將在或已于2023年進行飛行試驗。

朱雀二號副總師兼副總指揮戴政在發布會上稱，預計今年甲烷火箭將迎來“發射大潮”。

“液氧甲烷作為全新的雙低溫推進劑，非常吻合火箭的商業需求，它無毒、環保，成本低廉，供應充足，冷卻性能好，燃燒穩定，尤其是試車之后不用清理，特別貼合商業運載火箭和可重復使用運載火箭發展的需求。”戴政表示。

根據發動機使用的燃料不同，火箭可分為固體火箭和液體火箭。液體火箭是指采用液體推進劑的發動機作為動力系統的火箭。

固體火箭具備可靠性高、發射操作簡單等特點，但比沖小、推力不易控制，不可回收重復利用。

相較于固體火箭，液體火箭具備比沖高、推力可調、可多次啟動等優點，是可回收運載火箭的更優選擇。實現運載火箭的可回收，是國內外商業航天降低運載成本的必經之路。

液體火箭燃料主要包括液氧煤油、液氧液氫和液氧甲烷等。其中，液氧液氫發動機重復使用性最佳，但推進劑制造、貯存成本高；液氧煤油發動機成本低、推重比高，但煤油易結焦，自蒸發能力最差，返航后處理復雜、復用困難。因此，液氧甲烷路徑最具商業趨勢。

藍箭航天朱雀二號遙二火箭是國內民營商業航天首款基于自主研制的液體發動機，并實現成功入軌的運載火箭，填補了國內液氧甲烷火箭的技術空白。

從2017年起，藍箭航天決定研制中大型甲烷譜線以及大推力的液氧甲烷發動機。“目前來看，這是非常有前瞻性、非常正確的戰略決定。”戴政稱。

戴政稱，朱雀二號遙二的成功，證明甲烷是一種非常優秀的商業推進劑，必將成為全球商業航天下一代運載火箭的主流。

據他介紹，藍箭航天在火箭和發動機研制的過程中，攻克了一系列的關鍵技術，其中多項屬于國內首創，如液體火箭發動機大型噴管激光焊接技術、液體運載火箭甲烷自生增壓技術、發動機變推力工況控制系統半實物仿真技術等。

“目前藍箭已經擁有753項專利。”戴政表示，經過遙一、遙二兩次飛行試驗，藍箭自主研制的液氧甲烷發動機得到了充分驗證。

開啟批量化交付階段

中國商業航天正式開啟于2015年。此后，藍箭航天、星際榮耀、零壹空間、翎客航天、星河動力、星途探索、九州云箭等十數家民營火箭公司相繼成立。但此前兩年，多家民營火箭初創企業鮮有最新進展，有的甚至已逐漸消失在公眾視野里。

相比于部分企業一開始選擇技術路線相對簡單的固體火箭，藍箭航天最初就選擇了液氧甲烷的路線。

界面新聞從發布會上了解到，朱雀二號液氧甲烷運載火箭于2017年9月立項，2021年9月轉入試樣階段。   

去年12月14日，朱雀二號遙一火箭執行首飛試驗，由于二級游機異常關機故障，導致任務失利。

事后，藍箭航天成立了故障歸零專項工作組，針對故障采取改進措施，通過仿真、地面試驗和發動機試車驗證了改進措施的有效性，并于今年3月18日通過了故障歸零專家評審。

杜方平對界面新聞等媒體表示，朱雀二號遙一火箭飛行失利，表面上看因為推進劑輸送管路存在設計余度不足，根本原因則是行政團隊內部在專業技術管理上存在缺陷。兩個專業部門沒有開展聯合設計和聯合仿真，未及時在產品上發現缺陷，導致遙一失利。

“通過歸零工作，藍箭完善了設計，消除了產品的薄弱環節，并進行了充分的地面試車驗證。驗證通過后將措施落實在了遙二產品的生產過程中。”杜方平稱，為此團隊付出了大量工作和努力。

據他介紹，藍箭也完善了型號研制的技術狀態、管理制度和流程，以確保后續型號能夠規范，沿著固有流程快速進行技術狀態管理。

界面新聞了解到，在朱雀二號遙二進場期間，朱雀二號遙三已經進入總裝的狀態。“預計遙三將在今年下半年發射。”張昌武表示。

藍箭航天希望通過三發火箭，建立起朱雀二號運載火箭的可靠性，積累起市場對該公司的認可。

“接下來，無論是中國的商業航天產業，還是藍箭航天自身，都會進入到一個快速發展的階段。”張昌武對界面新聞等媒體表示。

據他介紹，未來藍箭航天將重點圍繞兩項工作。

一是將圍繞已經建立起來的供應鏈和生產制造測試系統，快速推進商業化工作，面向于市場，面向于中國的低軌道衛星星座的建設。

二是基于已經得到兩次飛行驗證的發動機系統優勢，藍箭航天將加快開發朱雀可重復使用運載火箭型號，以使得藍箭技術未來能夠在國內甚至世界取得領先的地位。

“藍箭在發射下一發火箭時，會搭載有效載荷，以進一步驗證火箭在有載荷的情況下入軌能力和入軌精度。這將為明年批量化向市場交付奠定基礎。”張昌武稱。

據戴政介紹，后續藍箭面對的客戶主要是大型星座的主網客戶，包括部分中大型的載荷，同時也會搭載一些小型衛星的商業載荷。

目標運載價格不高于SpaceX

一直以來，美國SpaceX都是全球商業航天領域的“佼佼者”。該公司自2002年成立至今，已開發了可部分重復使用的獵鷹1號和獵鷹9號運載火箭。

2022年，SpaceX一共進行了61次軌道級發射，發射成功率和火箭回收成功率均為100%，累計發射衛星數量超過2000顆。

被馬斯克寄予厚望的SpaceX“星艦”，計劃采用液態甲烷液氧推進劑，將100噸的貨物運送到近地軌道，被稱為有史以來推力最大的火箭。

今年4月20日，星艦進行了首飛，在升空3分鐘59秒時，星艦爆炸，未能成功進入預定軌道，最終以失敗告終。

藍箭航天董事長兼CEO張昌武認為，中國的運載火箭在國際上的競爭力始終處于前列，雖然過往SpaceX通過火箭的可重復使用，達到了較低的運載價格，但中國運載火箭的材料工藝等各方面的競爭優勢仍非常明顯。

他表示，朱雀二號整個產品的研制歷時五年，研發總費用數億元。接下來，該產品將進入批量化交付階段，未來工作重點將是優化供應鏈、提升制造效率等。

朱雀二號運載火箭在低地球軌道的運載能力，將從期初的1.5噸，逐步提升到4噸。“如果能夠把硬件成本控制在1億以下，將在市場中存在較強的競爭力。”張昌武稱。

“當前朱雀二號火箭屬于積累可靠性的階段，明年火箭批量化交付后，性能將得到大幅度提升。”張昌武表示，藍箭的近期目標是，從明年起，朱雀二號火箭的單位運載價格不高于SpaceX旗下的獵鷹9號。

“藍箭的下一個目標是，朱雀二號的整體BOM成本能夠控制到低于目前市場30%以上的水平。”張昌武稱。但他同時提及，發射價格可能并不是未來商業航天的核心考量因素。

BOM成本是指產品的直接成本，包括產品制造過程中所需原材料、零部件、工具和人工等成本。

張昌武認為，隨著藍箭擁有更大規模的單次運輸能力，以及每年更多的發射窗口，將帶給市場極強的號召力，從而提升自身競爭力。